Anhydrit im Tunnelbau

Andreas Müller

Anhydrit im Tunnelbau

Translated title of the contribution: Anhydrite in Tunnelling

Andreas Müller

Chair of Subsurface Engineering (340)

Research output: Thesis › Diploma Thesis

Abstract

Under the influence of water anhydrite will transform into gypsum by dissolution. During this hydration the volume may theoretically expand up to 60.8% of its original size. If the expansion of this process is obstructed, considerable pressure will develop. Especially in unleached Gypsum Keuper containing anhydrite the interaction of the hydration of anhydrite and the swelling of argillaceous rock can cause enormous damages to subsurface excavations, mainly at their floors. In this diploma thesis the expansion mechanisms of the hydration of anhydrite are exemplified, in addition laboratory tests and field tests of the determination of hydration behaviour on clay sulphate rock are described. The difficulties in using the results of laboratory tests for the judgement and description of in situ swellings are pointed out. The various possibilities of different origins of the water causing this swelling phenomena are elaborated on. Floor constructions according to the resistance and give-way principle, which prevent damage to subsurface excavations are presented on the basis of examples and compared one to another.

Translated title of the contribution	Anhydrite in Tunnelling
Original language	German
Supervisors/Advisors	Schuller, Erik, Co-Supervisor (internal) Golser, Johann, Supervisor (internal)
Award date	30 Jun 2006
Publication status	Published - 2006

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

anhydrite tunnelling gypsum Gypsum Keuper hydration

Cite this

@phdthesis{c6ba9fe2d2934f74aa1bbbf020c3d03d,

title = "Anhydrit im Tunnelbau",

abstract = "Anhydrit wird in situ bei Wasserzutritt {\"u}ber die L{\"o}sungsphase in Gips umgewandelt. Bei dieser Hydratation kann es theoretisch zu einer Volumenexpansion von bis zu 60,8% kommen. Wird die Expansion beim Schwellen behindert, entwickeln sich Schwelldr{\"u}cke. Insbesondere im anhydritf{\"u}hrenden, unausgelaugten Gipskeuper kann dies, durch das Zusammenwirken von Tonquellen und Anhydritschwellen, zu betr{\"a}chtlichen Sch{\"a}den an untert{\"a}gigen Hohlraumbauten vor allem im Sohlbereich f{\"u}hren. In dieser Diplomarbeit werden die Expansionsmechanismen bei der Hydratation von Anhydrit erl{\"a}utert, sowie Labor- und Feldversuche an sulfathaltigem Gestein zur Bestimmung des Schwellverhaltens beschrieben. Die Schwierigkeiten, Laborergebnisse f{\"u}r die Beurteilung von in situ Quell- bzw. Schwellprozessen heranzuziehen, werden dabei betont. Die M{\"o}glichkeiten der Herkunft der W{\"a}sser, die den Quell- und Schwellvorgang hervorrufen, werden aufgezeigt. Sohlkonstruktionen nach dem Widerstands- und Ausweichprinzip, die Sch{\"a}den an untert{\"a}gigen Bauwerken durch Quellen und Schwellen verhindern, werden anhand von Beispielen vorgestellt und miteinander verglichen.",

keywords = "anhydrite tunnelling gypsum Gypsum Keuper hydration, Anhydrit Tunnelbau Gips Gipskeuper Hydratation Ausweichprinzip Widerstandsprinzip",

author = "Andreas M{\"u}ller",

note = "gesperrt bis null",

year = "2006",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Anhydrit im Tunnelbau

AU - Müller, Andreas

N1 - gesperrt bis null

PY - 2006

Y1 - 2006

N2 - Anhydrit wird in situ bei Wasserzutritt über die Lösungsphase in Gips umgewandelt. Bei dieser Hydratation kann es theoretisch zu einer Volumenexpansion von bis zu 60,8% kommen. Wird die Expansion beim Schwellen behindert, entwickeln sich Schwelldrücke. Insbesondere im anhydritführenden, unausgelaugten Gipskeuper kann dies, durch das Zusammenwirken von Tonquellen und Anhydritschwellen, zu beträchtlichen Schäden an untertägigen Hohlraumbauten vor allem im Sohlbereich führen. In dieser Diplomarbeit werden die Expansionsmechanismen bei der Hydratation von Anhydrit erläutert, sowie Labor- und Feldversuche an sulfathaltigem Gestein zur Bestimmung des Schwellverhaltens beschrieben. Die Schwierigkeiten, Laborergebnisse für die Beurteilung von in situ Quell- bzw. Schwellprozessen heranzuziehen, werden dabei betont. Die Möglichkeiten der Herkunft der Wässer, die den Quell- und Schwellvorgang hervorrufen, werden aufgezeigt. Sohlkonstruktionen nach dem Widerstands- und Ausweichprinzip, die Schäden an untertägigen Bauwerken durch Quellen und Schwellen verhindern, werden anhand von Beispielen vorgestellt und miteinander verglichen.

AB - Anhydrit wird in situ bei Wasserzutritt über die Lösungsphase in Gips umgewandelt. Bei dieser Hydratation kann es theoretisch zu einer Volumenexpansion von bis zu 60,8% kommen. Wird die Expansion beim Schwellen behindert, entwickeln sich Schwelldrücke. Insbesondere im anhydritführenden, unausgelaugten Gipskeuper kann dies, durch das Zusammenwirken von Tonquellen und Anhydritschwellen, zu beträchtlichen Schäden an untertägigen Hohlraumbauten vor allem im Sohlbereich führen. In dieser Diplomarbeit werden die Expansionsmechanismen bei der Hydratation von Anhydrit erläutert, sowie Labor- und Feldversuche an sulfathaltigem Gestein zur Bestimmung des Schwellverhaltens beschrieben. Die Schwierigkeiten, Laborergebnisse für die Beurteilung von in situ Quell- bzw. Schwellprozessen heranzuziehen, werden dabei betont. Die Möglichkeiten der Herkunft der Wässer, die den Quell- und Schwellvorgang hervorrufen, werden aufgezeigt. Sohlkonstruktionen nach dem Widerstands- und Ausweichprinzip, die Schäden an untertägigen Bauwerken durch Quellen und Schwellen verhindern, werden anhand von Beispielen vorgestellt und miteinander verglichen.

KW - anhydrite tunnelling gypsum Gypsum Keuper hydration

KW - Anhydrit Tunnelbau Gips Gipskeuper Hydratation Ausweichprinzip Widerstandsprinzip

M3 - Diplomarbeit

ER -