Role of brittle fracture on swelling behaviour of weak rock tunnels: hypothesis and qualitative evidence / Sprödbruch in wenig festem Fels als Auslöser von Quellvorgängen: Beobachtungen und Analysen

Quellvorgänge in Tongesteinen und Ton-Anhydritgesteinen führen oft zu langfristigen Problemen in Untertagebauten, insbesondere wenn der Ausbauwiderstand der Tragkonstruktion langfristig zu gering ist. Die Quellvorgänge, die besonders im Sohlbereich auftreten, sind nicht bloß eine Folge der Gesteinseigenschaften, sondern werden auch von den gewählten Bauvorgängen und der Tragkonstruktion beeinflusst. Sprödbruchvorgänge wurden in vielen Untertagbauten in Felsgesteinen mit geringer Festigkeit beobachtet. Deren Ursachen werden mit numerischen Modellen analysiert. Sprödbrüche wurden aber auch in Laborquellversuchen in Ton-Anhydritgesteinen, wo sich Gips bildete, beobachtet. Die unterschiedlichen Beobachtungen werden in einen gemeinsamen Rahmen zusammengefügt. Sprödbrüche führen zur Bildung von Rissen und damit von Wasserwegen. Weiter ergeben sich wesentlichen Änderungen des Spannungszustands um die unterirdische Öffnung, und als Folge dieser Vorgänge werden Quellerscheinungen ausgelöst. In Ton-Anhydritgesteinen wird der höhere Quelldruck durch den Kristallisationsdruck von Gips verursacht. Der gewählte Bauvorgang muss Sprödbruchvorgänge möglichst vermeiden und ist ein wesentlicher Faktor des aufzunehmenden Quelldrucks und der Quellerscheinungen.