Bitte wählen Sie ihr Lieferland und ihre Kundengruppe
In dem Beitrag werden Linearschneidversuche mit variablem Schneidspurabstand und Penetration an repräsentativen alpinen Lithologien präsentiert. Das Schwergewicht der Untersuchung und Auswertung liegt in der Analyse des Ausbruchmaterials hinsichtlich Sieblinien und Kornform sowie in der Betrachtung der gemessenen Schneidkräfte zum besseren Verständnis des Gesteinsbruchvorgangs, der richtungsabhängigen Kräfte bei anisotropen Gesteinen sowie der kritischen Betrachtung von TBM (Tunnelbohrmaschinen)-Leistungsprognosemodellen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Grobkornanteil bei steigendem Schneidspurabstand zunimmt. Die Änderung der Penetration zeigt keinen gravierenden Einfluss auf die Kornsummenkurve. Die Analyse der Schneidkräfte zeigt, dass die Kenntnis von Schneidkräften wertvolle Einblicke in den Gesteinsbruchmechanismus bietet. Als weiteres Ergebnis wird deutlich, dass gängige TBM-Leistungsprognosemodelle die Schneidbarkeit bestimmter Gesteinsarten nicht adäquat vorhersagen können. Versagensmechanismen wie Zermalmung, Rissbildung und deren stetige Überlagerung sind vielschichtiger und komplexer als bisher oft angenommen. Neben diesem grundlegenden Verständnis kann die Analyse von Schneidkräften auch zur geotechnischen Interpretation während des Baubetriebs herangezogen werden, bspw. bei der Erkennung von Anisotropien oder verschiedener Gesteinsarten.
Full scale linear cutting tests with variable cutter spacing and penetration were conducted on different Alpine lithologies. The analysis focusses on different aspects: First, the investigation of excavated material regarding grain-size distribution curves and aspect ratios. Second, the investigation of cutting forces to better understand rock breakage and the directional dependence of cutting forces in an anisotropic rock mass, A critical view of TBM (tunnel boring machines) performance prediction models is also presented. Results show that the percentage of coarse grain is positively correlated with increased cutter spacing, and changing penetration did not result in significant changes of grain-size distribution. Analysis of cutting forces shows that knowledge of cutting forces enables a deeper understanding of rock breakage. Furthermore, it is shown that common performance prediction models are not able to cover certain types of rock satisfactorily.