The stress-dependent shear strength behaviour of rockfill is frequently estimated by simple shear strength parameter. A linear shear relation between vertical and shear stresses is almost always applied. However, the actual shear strength behaviour of rockfill differs from this theoretical line. A curve is formed which indicates that strong shear strength at low stresses gradually decreases with increasing stress.
The shear strength behaviour is influenced by many aspects, such as grain size distribution, compressive strength of the original rock, saturation, stress conditions, grain shape, etc. Reliable large-scale shear tests are not usually available and a realistic non-linear shear strength function has to be estimated using analytical approaches. Only rarely are case studies available for rockfill dams under dynamic loads induced by earthquakes. However, it is assumed that typical rockfill materials will resist dynamic loads.
Das spannungsabhängende Scherfestigkeitsverhalten von Steinschüttmaterialien wird in der Praxis häufig anhand einfacher Scherfestigkeitsparameter abgeschätzt. Hierbei wird fast immer eine lineare Beziehung zwischen Vertikal- und Scherspannung verwendet. Das tatsächliche Scherfestigkeitsverhalten von Steinschüttungen weicht aber von dieser theoretischen Gerade ab. Es bildet sich eine gekrümmte Linie aus, was besagt, dass hohe Scherfestigkeiten bei geringen Spannungen graduell mit wachsenden Spannungen abnehmen.
Das Scherfestigkeitsverhalten wird hierbei von sehr vielen Aspekten, wie z. B. Kornverteilung, Druckfestigkeit des Ausgangsgesteins, Sättigung, Spannungszustand, Kornform, etc. beeinflusst. In der Praxis mangelt es nicht selten an verlässlichen Ergebnissen von Großscherversuchen und man muss mit analytischen Ansätzen eine realistische nicht-lineare Scherfestigkeitsfunktion abschätzen. Für dynamische Belastungen von Steinschüttdämmen infolge von Erdbeben gibt es nur wenige Referenzfälle, jedoch ist aus Erfahrung davon auszugehen, dass typische Steinschüttmaterialien sich gegen dynamische Lasten als widerstandsfähig erweisen.

Among other major projects for the use of domestic hydropower, Tiwag (Tiroler Wasserkraft AG/Tyrol Water Power plc) is planning the expansion of the Kaunertal power station. Important components of the project are a new lower stage power station (Prutz 2), a new diversion tunnel to the Gepatsch reservoir with water catchments in the upper Ötztal valley and a new upper stage with a new reservoir at Platzertal.
The choice of a location for the new reservoir was preceded by intensive scrutiny and evaluation of several alternatives. As well as non-technical aspects, this involved above all the consideration of aspects relating to hydraulic engineering, dam construction and engineering geology, with some of these areas being subjected to intensive investigations. Such aspects included the topographic suitability of the sites with reference to the size of the direct reservoir catchment area and the dam and reservoir cubage, ease of infrastructure development in the construction phase and ease of access in the operating phase, the altitude and length of the diversion tunnel for the collection works and the headrace tunnel, the impermeability of the reservoir basin, aspects relating to the foundations of the dam, the possibility of obtaining fill material for the dam, considerations relating to the sealing element and zoning of the dam, the vulnerability of the reservoir to gravitational processes and last but not least, the stability of the reservoir slopes taking into account the future effects of the retained water.
As part of the development of the project, the aspects referred to above were investigated and explored for several reservoir site options. It can be demonstrated that the Platzertal upper stage solution represents the best choice, viewed both from the technical angle and in other respects.
Die Tiwag - Tiroler Wasserkraft AG plant neben anderen Großprojekten zur Nutzung der heimischen Wasserkraft den Ausbau des Kraftwerks Kaunertal. Wesentliche Bestandteile des Projekts sind ein neues Unterstufenkraftwerk Prutz 2, ein neuer Überleitungsstollen in den Speicher Gepatsch mit Wasserfassungen im hinteren Ötztal sowie eine neue Oberstufe mit dem Speicher Platzertal.
Der Wahl des Speicherstandorts ist eine intensive Prüfung und Bewertung mehrerer Alternativen vorausgegangen. Dabei wurden neben nichttechnischen vor allem wasserbauliche, dammbauliche und ingenieurgeologische Aspekte betrachtet und teilweise intensiv erkundet. Dazu zählen die topographische Eignung der Standorte in Bezug auf die Größe des direkten Speichereinzugsgebiets bzw. die Damm- und Speicherkubatur, die Erschließbarkeit in der Bauphase und die Erreichbarkeit in der Betriebsphase, die Höhenlage sowie die Stollenlänge für Beileitung und Triebwasserweg, die Dichtheit des Speicherbeckens, die Gründungsverhältnisse für das Absperrbauwerk, die Möglichkeiten zur Schüttmaterialgewinnung, Überlegungen zu Dichtungselement und Zonierung des Dammbauwerks, die Exposition des Speichers hinsichtlich gravitativer Sturzprozesse sowie nicht zuletzt die Stabilität der Speicherhänge unter Berücksichtigung eines zukünftigen Staueinflusses.
Die genannten Aspekte wurden im Rahmen der Projektentwicklung für mehrere Speicherstandorte untersucht und erkundet. Es kann gezeigt werden, dass die gefundene Oberstufenlösung Platzertal auch aus technischer Sicht die optimale Wahl darstellt.

Imposed deformation is a special case of loading that gets much less attention than mechanical loading due to external forces. However, imposed deformation can impair the serviceability of structures such as tightness and durability. Imposed deformations are due to shrinkage of concrete and temperature variations. The boundary conditions play an important role when analysing stresses due to imposed deformation. This paper provides an overview.

Behandelt werden statisch-konstruktive Problemstellungen des Bauvorhabens Lehrter Bahnhof Berlin aus Sicht der Prüfingenieure. Einführend wird das Gesamtbauvorhaben mit seinen Einzelbauwerken und deren Zusammenspiel beschrieben. Die außerordentliche Komplexität spiegelt sich in der Beherrschung der Schnittstellen zwischen den Einzelbauwerken wider, was die Wichtigkeit der Koordination - auch bei der Prüfung - unterstreicht. Abschließend werden auf der Grundlage der gewonnenen Erfahrungen Schlußfolgerungen für die bautechnische Prüfung von Großprojekten gezogen.

Das neue Bemessungsvorgehen mit getrennten Sicherheitsnachweisen für den Grenzzustand der Tragfähigkeit und den Grenzzustand der Gebrauchsfähigkeit, das das deezeitige Bemessungsverfahren mit zulässigen Spannungen ablösen wird, macht es erforderlich, Grenzbedingungen für die Gebrauchsfähigkeit zu definieren. Anhand von vier typischen Beispielen, einer Komfortbedingung für eine Deckenkonstruktion, der Dauerhaftigkeitsbedingung für ein Schornsteingerüst, der Bedingung für Rissefreiheit von Fahrbahnbelägen auf orthotropen Platten und die Begrenzung der Seitensteifigkeit von Hallenrahmen wird auf solche maßgebenden Grenzbedingungen eingegangen und das Bemessungsergebnis gezeigt.

Die Sparschleuse Rothensee wird im Zuge der Ausbaumaßnahmen am Wasserstraßenkreuz Magdeburg errichtet. Das Bauwerk ist auf durch Fugen getrennten einzelnen Bodenplatten flach gegründet. Aufgrund des im wesentlichen bindigen Untergrundes kommt der im Rahmen des Gebrauchstauglichkeitsnachweises durchgeführten Setzungsberechnung besondere Bedeutung zu. Diese ermöglicht erst eine zuverlässige Dimensionierung der erforderlichen Bauwerksfugen. Neben der Setzungsberechnung wird das statische Berechnungskonzept vorgestellt.

Szczecin ist sowohl das historische als auch gegenwärtige Industrie- und Kulturzentrum von Westpommern. Die Stadt wurde direkt am Oderdelta erbaut, da der Fluß die Hauptschlagader des geschäftlichen Zentrums der Hansestadt war. Aus diesem Grund befinden sich der Hafen und die Werft unmittelbar im Zentrum der Stadt. Die Verkehrszunahme in und um Szczecin erforderte den Bau neuer Brücken. So wurden in den letzten 16 Jahren einige Großbrücke aus Stahl errichtet. Dieser Aufsatz befaßt sich mit der Technologie der Montage von Brückenfeldern. In allen beschriebenen Fällen wurde ein ähnliches Montageverfahren verwendet, das aus drei Grundschritten besteht: - Vorfertigung der Elemente in für den Transport geeigneten Abmessungen - Montage der Grundelemente zum Gesamtsegment an einem zentralen Ort - Transport des Gesamtsegments und Montage am Zielort. Besondere Aufmerksamkeit gilt den objektiven, bei den Montagen auftretenden Randbedingungen und den theoretisch-technischen Problemen.

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Die Bauweise der Asphaltarmierungen hat sich am Markt durchgesetzt, da sie durch ihre vorbeugende Wirkung als Rissprophylaxe sehr wirtschaftlich ist. Hohe Unterhaltungskosten z.B. für das Vergießen von Rissen bzw. der aus unbehandelten Rissen entstehenden Folgeschäden, können zukünftig eingespart werden.
Dieser Artikel geht auf die Grundlagen und Wirkungsweise spannungsaufbauender Asphaltarmierungen ein. Generell gelten diese Grundlagen für alle spannungsaufbauenden Armierungen im Bauwesen. So können die hier vorgestellten Wirkungsweisen beispielsweise auch auf die Stahlbewehrung im Stahlbetonbau übertragen werden und umgekehrt.

Bis vor einigen Jahren dachte niemand daran, Deponien mit Asphaltbeton oder anderen Asphalterzeugnissen abzudichten. Die Asphaltfachleute waren der Meinung, daß Asphalt schon wegen seiner geringen Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln dafür ungeeignet ist, da ja Asphalt durch aliphatische oder noch leichter durch zyklische Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe in seine Bestandteile Bitumen und Mineralstoffe zerlegt werden kann. Befestigungen aus Asphalt an Großtankstellen, Flugzeugabstellflächen und Tankfeldern, wo starker Anfall von Benzin, Flugbenzin, Diesel, Heizöl oder anderen Lösungsmitteln auftritt, wurden im Laufe der Zeit zerstört. In neuerer Zeit wird die Verwendung von Asphaltbeton für Deponiebasisabdichtungen propagiert. Das Hauptargument der Befürworter des Asphaltbetons ist, daß sich Asphalt im Wasserbau bei der Herstellung von Kanälen, Talsperren und Speicherbecken bestens bewährt hat. Wenn nun auch eine ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit nachgewiesen würde, dürfte der Anwendung von Asphaltbeton im Deponiebau nichts mehr im Wege stehen. In dem Forschungsvorhaben "Eignung von Asphalten als Baustoff für Basisabdichtung von Deponien" glauben die Verfasser einen derartigen Nachweis geführt zu haben.

Es wird über Arbeiten zur Erstellung eines Pumpspeicherbeckens auf ca. 1000 m Höhe im südlichen Schwarzwald berichtet und insbesondere die Ausführung der Dammwände und ihrer Asphaltdichtung vorgestellt.

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“Greener” concrete using adequate industrial waste is a preferred option for sustainable construction. Alkali-silica reaction (ASR) and sulphate attack (SA) on concrete can be minimized by the use of mineral additions, which are particularly interesting if derived from waste. Grits from the paper industry, waste glass and two types of biomass ash were used as 10 % cement replacement in mortar and tested for ASR and SA. Results and scanning electron microscopy observations were compared with plain mortar and mortar containing commercial silica fume. All waste materials mitigated ASR compared with the control mortar. Resistance to sulphates was increased for one of the biomass ashes used and especially for glass powder, which surpassed silica fume. Therefore, two of these waste materials seem to be promising as partial replacement materials for cement, leading to enhanced durability and thus contributing to sustainable construction.

The technology of assembling the roof over the stadium built in Gdan´sk for the EURO 2012 European Football Championship is discussed here. The stadium has a characteristic silhouette - its shape and the colours of the façade resemble a cut block of amber. The steel roof structure has a quasi-elliptical form, with a maximum diameter of 220 m and minimum diameter of 187 m. It is 38 m high and the roof girders extend 48 m over the grandstand below. The roof structure weights 7150 t and was assembled in 226 days.

Inspection and maintenance of concrete bridges is a major cost factor in transportation infrastructure, and there is significant potential for using information gained during inspection to update predictive models of the performance and reliability of such structures. In this context, this paper presents an approach for assessing and updating the reliability of prestressed concrete bridges subjected to chloride-induced reinforcement corrosion. The system deterioration state is determined based on a Dynamic Bayesian Network (DBN) model that considers the spatial variability of the corrosion process. The overall system reliability is computed by means of a probabilistic structural model coupled with the deterioration model. Inspection data are included in the system reliability calculation through Bayesian updating on the basis of the DBN model. As proof of concept, a software prototype is developed to implement the method presented here. The software prototype is applied to a typical highway bridge and the influence of inspection information on the system deterioration state and the structural reliability is quantified taking into account the spatial correlation of the corrosion process. This work is a step towards developing a software tool that can be used by engineering practitioners to perform reliability assessments of ageing concrete bridges and update their reliability with inspection and monitoring data.

Scour of jointed rock is an important safety issue for dams worldwide, with the cases of Kariba Dam and Ricobayo Dam illustrating the severe consequences of dam and spillway foundation erosion. Leading state-of-the-practice methods for assessing rock scour, such as the Erodibility Index Method and Comprehensive Scour Model, consider the influence of rock mass jointing on scour development, but current models have yet to fully consider the three dimensional mechanics and kinematics of rock block removal.
This contribution introduces the Block Scour Spectrum (BSS), a three dimensional analytic approach for determining the resistance rock blocks offer to removal when subjected to hydraulic flow or jet impingement. With the BSS, the resistance offered by different block types comprising the rock mass is determined as a function of resultant block loading direction. The results obtained can be used to optimize spillway direction or anchoring schemes. Application of the BSS is illustrated with a case study of spillway scour at the Ricobayo Dam in Zamora, Spain.
Die Kolkbildung in geklüftetem Fels ist ein bedeutendes Sicherheitsproblem für Talsperren in der ganzen Welt. Die schwerwiegenden Auswirkungen der Erosion im Gründungsbereich von Talsperren und Entlastungsbauwerken können anhand der Kariba-Talsperre und der Ricobayo-Talsperre anschaulich betrachtet werden. Die gängigsten Methoden zur Beurteilung der Kolkbildung im Fels wie die Erodibility Index Methode und das Comprehensive Scour Model berücksichtigen zwar den Einfluss der Klüftung auf die Kolkentwicklung, jedoch nicht die dreidimensionale Mechanik und Kinematik der Felsblockablösung.
In diesem Beitrag wird das Block Scour Spectrum (BSS) vorgestellt, ein dreidimensionaler analytischer Ansatz zur Bestimmung des Widerstands von Felsblöcken gegenüber einer Beanspruchung durch einen hydraulischen Abfluss oder das Auftreffen eines Wasserstrahls. Mit dem BSS kann der Widerstand unterschiedlicher Blocktypen eines Felsverbandes und als eine Funktion der resultierenden Belastungsrichtung bestimmt werden. Die Ergebnisse können anschließend genutzt werden, um beispielsweise die Ausrichtung der Entlastungsrinne oder Verankerungsmaßnahmen zu optimieren. Die Anwendung des BSS wird am Beispiel der Ricobayo-Talsperre in Zamora, Spanien, veranschaulicht, deren Entlastungsrinne durch Kolkbildung massiv beschädigt wurde.

Clogging can be a massive problem during the mechanized excavation of tunnels. Soil conditioning with foams and/or polymers is normally used in these cases to decrease the adverse effect of clogging. In a research project the cone pull-out test was used to assess the variation of adherence for four sticky clays with four commercial additives. Results show that the additives have also an impact on the basic mechanical properties of the clays such as liquid limit, plasticity index and shrinkage limit. The tests were performed on the one hand by spraying the additives on the metal surface of the cone and on the other hand by directly mixing them to the clays to reach the critical consistency index (i.e. where the maximum adherence with water was observed). Sprayed cone tests show for two clays a decrease in adherence. However, by directly mixing the additives to the clay, adherence considerably decreases, except for one kaolinitic clay. The results can be useful to select suitable additives or to develop new ones considering the geotechnical and mineralogical properties of the excavated clays.

In Eurocode 3 the strength functions are derived from simple engineering models, which always require a certain degree of material ductility. With regard to high-strength steels and the accuracy of the design models themselves, several problems are involved due to a lack of sound consideration of the plastification and damage process. Additionally, the current ductility requirements of EC3 obstruct the use of high-strength steels with fy > 500 MPa. Within the current revision of EC3, comprehensive investigations have been conducted to overcome these obstacles. To complement extensive experimental tests, improved numerical methods considering damage mechanics have been used to predict the real plastification and damage process for relevant details. The numerical models were validated by comparing them with experimental results. Subsequently, a parametric study was conducted to investigate the influence of strength and toughness properties separately. It could be shown that the reduction factor of 0.9 to account for the net section resistance can be omitted if cracks can be excluded. Furthermore, it became clear that a strain requirement based on the uniform elongation &egr;u is not appropriate. Moreover, it was revealed that the yield ratio fu/fy has a significant impact on the toughness requirements necessary to reach the full net section resistance. Owing to a lack of minimum upper-shelf toughness requirements in delivery standards, which would secure an appropriate inner damage resistance of the material, a substitution criterion is proposed.

Scale deposit formation in drainage systems of railway tunnels represents a major challenge for their functionality and maintenance. The removal of these scale deposits causes high costs and restrictions of system availability. Effective measures to reduce scale deposit formation range from specification of the composition and structure of building materials to the application of tailored prevention and cleaning strategies. This requires advanced knowledge of the origin and type of scale deposits. The aim of this study is a systematic compilation, characterization, classification, and evaluation of scale deposits in relation to their formation mechanisms and the influence of variable environmental factors. The scale deposits from the 16 investigated tunnels mainly consist of the minerals calcite, aragonite, brucite as well as iron (hydr)oxides and detrital components. Four major types of scale deposits are distinguished: (i) unconsolidated-particulate, (ii) shard-like, (iii) porous, and (iv) compact scales. Types (ii) to (iv) show clear indications of microbial activity affecting the formation and appearance of individual deposits by various metabolic processes. The determining factors for the formation of scales - in addition to the geogenic composition of the aqueous solutions in the drainage system (groundwater / surface water) - are the variable interaction of these waters with the binding agents of the building materials used and the tunnel atmosphere. Geogenic conditions and technical-operational specifications of a tunnel determine the type and character of scale deposits, which can be actively influenced based on the case-specific reaction mechanisms by individual adaptations of environmental conditions.
Sinterbildungen in Drainagen von Eisenbahntunneln stellen für die Funktionalität und Instandhaltung des Entwässerungssystems eine große Herausforderung dar. Die Entfernung dieser Sinter verursacht neben hohen Kosten auch Einschränkungen der Anlagenverfügbarkeit. Wirkungsvolle Maßnahmen zur Reduzierung dieser Sinterbildungen reichen von gezielten bautechnischen Vorgaben für Baustoffe bis zum Einsatz von maßgeschneiderten Verhinderungs- und Reinigungsstrategien. Dies erfordert fundierte Kenntnisse über die Entstehungsmechanismen und die Typisierung der Sinter. Ziel dieser Studie ist die systematische Erfassung, Charakterisierung, Einteilung und Bewertung der Sinter in Hinblick auf deren Entstehungsmechanismen und den Einfluss von variablen Umgebungsfaktoren. Die Sinter aus 16 untersuchten Tunnelbauwerken bestehen vorwiegend aus Neubildungen der Minerale Kalzit, Aragonit, Brucit sowie Eisen(hydr)oxiden und detritischen Bestandteilen. Vier Sintertypen treten auf: (i) unverfestigt-partikuläre, (ii) scherbenartige, (iii) poröse und (iv) kompakte Sinter. Die Sintertypen (ii) bis (iv) zeigen deutliche Hinweise auf mikrobielle Aktivitäten, welche die Ausbildung der einzelnen Sinter durch verschiedene metabolische Prozesse beeinflussen können. Die bestimmenden Faktoren für die Bildung der Sinter sind - neben der geogenen Zusammensetzung der im Drainagesystem befindlichen wässrigen Lösungen (Grundwasser/Oberflächenwasser) - die Wechselwirkung dieser Wässer mit den Bindemittelphasen der verwendeten Baustoffe und mit der Tunnelatmosphäre. Geogene Randbedingungen und technisch-operative Vorgaben eines Tunnelbauwerks bestimmen die Art und Ausprägung des Sinters und können bei Kenntnis der fallspezifischen Reaktionsmechanismen durch individuelle Adaptierungen der Umgebungsbedingungen gezielt beeinflusst werden.

This study aims to present the details of an earthquake-based refurbishment for the historical masonry of Beylerbeyi Palace, which has masonry walls and timber floors. Both the linear and non-linear analyses of the three-storey structure have proven that the timber floor system of the palace causes the structural masonry walls to displace independently and not transmit lateral earthquake loads. One solution to this problem that was tried was the replacement of the timber floor system by steel truss floors. On the other hand, the historical importance of the palace and the minimum intervention principle in the refurbishment of the cultural building stock meant that this strategy had to be limited to the roof of the palace. In doing so, an easy installation process, an undamaged historical fabric and a reversible strategy was expected. In this respect, four different applications of steel floor systems have been investigated for the roof of Beylerbeyi Palace.

Dryfix masonry adhesive is celebrating its 10-year anniversary in 2014. The Dryfix system has been introduced to and approved in ten European countries: Austria, Germany, France, Poland, Italy, Slovenia, Croatia, Hungary, Slovakia and the Czech Republic. Every year, 25.000 housing units throughout Europe are built with Dryfix.
In addition to the mechanical properties of the polyurethane adhesive, the properties of building physics such as thermal insulation, fire resistance and sound insulation were investigated in connection with brick masonry. On the basis of sound and fire tests with brick masonry walls, it was possible to demonstrate that the material is equivalent to conventional materials. In addition, the thermal insulation of brick masonry is improved because of the joint-less bond of the blocks and the omission of the mortar joint which acts as a thermal bridge. This report is intended to summarise the status of the building physics assessment and optimisation achieved in order to provide secure data for the practical application of Dryfix masonry adhesive.

This study proposes a new “health” evaluation system for fatigue cracks in orthotropic steel bridge decks by measuring the strain changes in the asphalt pavements on steel plate decks. In order to consider the applicability of this system, parametric FE analyses are carried out in which the types of crack, their positions and their lengths are varied. From these analytical results it was discovered that the strain changes in the asphalt pavement on steel plate decks due to the lengths and positions of cracks can be significant enough to be detected.

Continuous tunnelling in rock under deep overburden necessitates - particularly when a tunnel boring machine (TBM) with shield is used - extensive consideration of the processes of stress transfer resulting from the advance of the tunnel. In order to design the constructional layout of the TBM, it must be possible to estimate the actions to be expected on the cutterhead, shield skin and shield tail.
Proven analytical calculation methods like the convergence confinement method are still in common use because of their simple application and deliver reliable results for the loading on the tunnel lining, but the variable equilibrium in the advance area is not sufficiently taken into account, although of decisive significance for the determination of the possible loading on the TBM - and thus for the assessment of the feasibility of the tunnelling method - and so a method is required, which can take this into account.
This paper starts with analytical and empirical modelling methods and describes ways of extending them and their scope of application. Rotationally symmetrical modelling methods, which are manageable in practice, are presented and their possible applications are explained. A particular feature is the possibility of simulating rapidly changing rock conditions, such as are encountered when tunnelling through fault zones.
Kontinuierliche Vortriebe im Fels unter hohen Überlagerungsverhältnissen erfordern - insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von Tunnelbohrmaschinen (TBM) mit Schild - eine umfassende Betrachtung der vortriebsbedingten Spannungsumlagerungsprozesse. Dabei muss für eine zielgerichtete konstruktive Auslegung der TBM eine Einschätzung der zu erwartenden Einwirkungen im Bereich des Bohrkopfs, des Schildmantels und im Bereich des Schildschwanzes erfolgen.
Bewährte analytische Berechnungsmethoden wie Gebirgskennlinienverfahren sind auch heute aufgrund deren einfachen Anwendbarkeit noch weit verbreitet und liefern zuverlässige Ergebnisse für die Belastung der Tunnelauskleidung. Das veränderliche Gleichgewicht im Vortriebsbereich wird dabei aber ungenügend betrachtet. Dies ist jedoch für die Bewertung der möglichen Belastungen auf die TBM - und damit für die Bewertung der Machbarkeit des Vortriebs - von entscheidender Bedeutung und bedarf daher einer angemessenen Berücksichtigung.
Im Beitrag werden ausgehend von analytischen und empirischen Modellansätzen deren Erweiterungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen aufgezeigt. Weiter werden in der Praxis gut handhabbare rotationssymmetrische numerische Modellvorstellungen vorgestellt und deren Anwendungsmöglichkeiten veranschaulicht. Insbesondere wird auf die Simulationsmöglichkeiten von rasch wechselnden Gebirgsverhältnissen eingegangen, wie sie bei der Durchörterung von Störungszonen auftreten.

The abrasiveness of crushed rock is determined in the design phase of a tunnelling project to estimate the wear on excavation and boring tools, using for example the LCPC abrasiveness test. Considered from the point of view of material science, there are problems with the validity of such an index value since important tribological factors, like for example the internal structure of the sample impeller (size, phase composition) are not considered in the current testing standard (AFNOR P18-579). In this investigation, LCPC tests were performed with impellers of various steels of the same and different hardnesses against two abrasives (Mohs hardness 7, 9) in order to determine the influence of the internal structure and the associated tribo-mechanical properties on the LCPC index value (ABR). In addition to the material hardness required by the standard (60 to 75 HRB ≈ 105 to 140 HV 10 according to DIN EN ISO 18265-2013), sample materials with higher hardness values were also used in order to extend the basis of the LCPC abrasiveness index to these practically applicable material groups. The results make clear that awareness has to be raised regarding the materials used for the LCPC test. An abrasive can be classified differently just by using various materials of the same hardness. In order to obtain reliable and reproducible index values for the abrasiveness of crushed rock, it is necessary to consider the influence of materials in future recommendations for the LCPC.
Die Abrasivität von Lockergestein wird im Rahmen der Planungsphase eines Tunnelbauprojekts zur Abschätzung des Verschleißes an Abbau- und Bohrwerkzeugen bestimmt, beispielsweise durch den LCPC-Abrasivitätstest. Aus werkstofftechnischer Sicht ergeben sich Schwierigkeiten in Bezug auf die Aussagekraft eines solchen Indexwertes, da wichtige tribologische Einflussfaktoren wie z. B. das Gefüge des Prüfflügels (Größe, Phasenzusammensetzung) in der aktuellen Prüfnorm (AFNOR P18-579) nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden LCPC-Versuche mit Drehflügeln aus verschiedenen Stählen gleicher und unterschiedlicher Härte gegen zwei Abrasive (Mohshärte 7, 9) durchgeführt, um den Einfluss des Gefüges und den damit verbundenen tribo-mechanischen Eigenschaften der Prüfflügelwerkstoffe auf den LCPC-Indexwert (ABR) zu ermitteln. Neben Werkstoffhärten, die nach Norm gefordert werden (60 bis 75 HRB ≈ 105 bis 140 HV 10 nach DIN EN ISO 18265-2013), fanden auch Prüfwerkstoffe mit höheren Härtewerten Anwendung, um die Datenbasis des LCPC-Abrasivitätsindex auf diese anwendungsnahen Werkstoffgruppen auszuweiten. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Sensibilisierung im Umgang mit dem LCPC-Versuch in Bezug auf die verwendeten Werkstoffe erforderlich ist. Ein Abrasiv lässt sich unterschiedlich klassifizieren, nur durch die Nutzung von verschiedenen Werkstoffen derselben Härte. Um aussagekräftige und reproduzierbare Indexwerte für die Abrasivität von Lockergestein bestimmen zu können, ist es notwendig, werkstofftechnische Einflüsse in zukünftigen Empfehlungen für den LCPC-Versuch zu berücksichtigen.