Die Beurteilung der Standsicherheit der Gründung hoher Einzellasten an Felskanten

Abstract

Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Standsicherheit von Gründungen hoher Einzellasten an Kanten in wenig geklüftetem oder in stark zerlegtem Fels, bei dem ein durch die Trennflächen vorgegebener Versagensmechanismus, wie z.B. Gleiten eines Kluftkörpers auf einer Trennfläche, ausgeschlossen ist, gemäß den ÖNORMEN B 1997-1-2 und B 1997-1-5 zu untersuchen. Dabei sollten vor allem die räumlichen Verhältnisse bei Gründungen von Einzellasten in Form von dreidimensionalen Berechnungen berücksichtigt werden. Die Berechnungen erfolgten mittels des analytischen Lamellenverfahrens von Bishop (1955) unter Verwendung des Rechenprogrammes „Fides Geostability“, der Zusammenhänge für die Translation eines Gleitkörpers („ebenes Gleiten“) im Festgestein auf einer Trennfläche (Näherungsverfahren) und des Rechenprogramms FLAC3D, das eine numerische Untersuchung von Kontinuen auf Basis der Methode der Finiten Differenzen ermöglicht. Alle Untersuchungen wurden mittels des Bruchkriteriums von Mohr-Coulomb durchgeführt. Die Festigkeitsparameter Kohäsion und Reibungswinkel von eventuell vorhandenen Trennflächen wurden gegenüber jenen des ungeklüfteten Gesteins abgemindert. Vergleiche der Ergebnisse von Berechnungen mittels der oben angeführten Verfahren haben Unterschiede der Ausnutzungsgrade bzw. Sicherheitsfaktoren bis über 50 % erbracht. Angesichts so großer Unterschiede der Berechnungsergebnisse stellt sich die Frage, ob in den einschlägigen Normen die Rechenverfahren zur Beurteilung der Standsicherheit von Gründungen auf Fels genauer geregelt werden sollten.

The objective of this thesis was the investigation of the stability assessment of heavily single loaded rock edges in isotropic and anisotropic rock, in which a failure mechanism, such as i.e. sliding of a jointed rock mass on a separating surface, is excluded, in accordance with ÖNORMEN B 1997-1-2 and B 1997-1-5. Particularly the spatial conditions of foundings, that are claimed form individual loads should be considered in form of three-dimensional calculations. The calculations were made by using the analytical method by Bishop (1955) using the calculation program "Fides Geostability", the relationships for the translation of a sliding body ("level sliding") in the rock on a separating surface (approximation method) and the calculation program FLAC3D, which enables a numerical investigation of continues based on the method of finite differences. All investigations were carried out by using the Mohr-Coulomb fraction criterion. The strength parameters of cohesion and angle of friction of any existing separating surfaces have been reduced compared to those of the isotropic rock. Comparisons of the results of calculations using the above-mentioned methods have shown differences in the safety factor of up to more than 50%. Considering the large differences in the calculation results, the question arises whether the relevant standards should regulate the calculation methods for assessing the stability of foundations on rock more precisely.