Notches formed by shear failures in tunnels (cherry pit mechanism) - advances in the progress of failure / Scherbruchkörper in der Leibung von Tunneln - neue Erkenntnisse zum Versagensablauf

Rabcewicz beschrieb als erster das Scherbruchversagen von Gebirgshohlräumen ("Cherry pit mechanism"), das er nicht nur im Tunnel- sondern auch im Bergbau eingehend beobachtete und bis in weit fortgeschrittene Phasen beschrieb. Für diesen Mechanismus entwickelte er auch ein analytisches Modell nach der Grenzgleichgewichtshypothese, das die Abschätzung von erforderlichen Ausbauwiderständen erlaubte. Auf der Basis von Modellversuchen entwickelte Feder einen umfangreichen Formelapparat für den Bruchablauf. Mithilfe des Finiten Differenzen Codes FLAC2D und des Diskreten Elemente Codes PFC2D wurden die Modellvorstellung von Rabcewicz und Feder weiterentwickelt. Es wird gezeigt, dass sich der Versagensablauf in zwei Phasen unterteilen lässt. In den späten Phasen des Versagens (große Verformungen) unterscheidet sich der in den numerischen Modellen beobachtete Mechanismus von den Beschreibungen von Rabcewicz und Feder. Während sich Bruchflächen bei Rabcewicz und Feder ausschließlich in den Nahbereichen des Hohlraums ausbilden, bilden sich in den numerischen Modellen Bruchflächen aus, die ausgehend von den Spitzen der Ulmenzwickel bis tief ins Gebirge reichen und zur Bildung von trapezförmigen Bereichen in der Firste und in der Sohle führen, die gegeneinander gedrückt werden.