Titelaufnahme

Titel
Untersuchungen zum Einfluss der Streuungen der Raumstellungen von Trennflächen auf die Standsicherheit von Felsböschungen am Beispiel einer Steinbruchwand / von Jakob Höllrigl
Weitere Titel
Analysis of the influence of the variation of joint orientations on the stability of a rock slope using the example of a quarry wall
Verfasser / Verfasserin Höllrigl, Jakob
GutachterPoisel, Rainer
ErschienenWien, 2019
Umfangvii, 98 Blätter : Illustrationen, Diagramme, Karten
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2019
Anmerkung
Zusammenfassung in englischer Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)am Beispiel einer Steinbruchwand / Felsböschungen
Schlagwörter (EN)the example of a quarry wall / stability of a rock slope
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-121662 Persistent Identifier (URN)
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Untersuchungen zum Einfluss der Streuungen der Raumstellungen von Trennflächen auf die Standsicherheit von Felsböschungen am Beispiel einer Steinbruchwand [10.2 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Anhand einer Großhangbewegung in einem Tagbau wird in dieser Arbeit untersucht, inwieweit Schwankungen der Orientierungen von Trennflächen Einfluss auf die Standsicherheit einer Felsböschung nehmen. Die untersuchte Steinbruchwand liegt in gestörtem und geklüftetem Fels. Anhand ingenieurgeologischer Feldaufnahmen, Interpretationen des Trennflächengefüges im Zusammenhang mit dem Versagens-ereignis 2007 und nach dem Versagen vorgefundener signifikanter Oberflächen-strukturen wird aufgezeigt, dass es sich um den Versagensmechanismus Kippen handelt. Mittels Computersimulationen des Versagensereignisses werden charakteristische Festigkeitsparameter rückgerechnet. Es werden analytische und numerische Berechnungen durchgeführt. Gemäß ÖNORM B 1997-1-5 sind Standsicherheits-berechnungen unter Variation der Trennflächenorientierungen durchzuführen. Der Nachweis der Standsicherheit erfolgt gemäß ÖNORM B 1997-1-5 durch ein Teilsicherheitskonzept. In der gegenständlichen Arbeit werden die Streuungen der Trennflächenorientierungen statistisch analysiert und durch Verteilungsfunktionen dargestellt. In den analytischen Berechnungen der Standsicherheit mittels der Software RocTopple kann die so erhaltene Verteilung durch eine Monte-Carlo-Simulation berücksichtigt werden. Für die numerischen Berechnungen mittels der Software UDEC wird die Streuung der Trennflächenorientierungen in Anlehnung an die „Point Estimate Method“ durch eine überschaubare Anzahl an Festwertabweichungen von einem Mittelwert bzw. Modus erfasst. Nach der Modellierung einer Sanierungsgeometrie mit geringerer Generalneigung werden die Standsicherheiten für verschiedene Kombi-nationen der Orientierungen der Trennflächen ermittelt. Es zeigt sich, dass eine Variation der Trennflächenorientierungen verglichen mit jener der Festigkeitsparameter mehr Einfluss auf die Gesamtstandsicherheit der Steinbruchwand aufweist. Die Ergebnisse der gegenständlichen Arbeit zeigen auch, dass probabilistische Methoden zur Berück-sichtigung der Variationen der Trennflächenraumstellungen für Standsicherheits-berechnungen in der Felsmechanik notwendig sind.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis examines the influence of the variation of joint orientations on the stability of rock slopes. A landslide in a quarry in 2007 allows a back analysis of strength parameters. The affected slope consists of faulted and jointed rock. The local geological structures as well as significant structures on the slopes surface discovered after the failure indicate a toppling failure. Analytical and numerical calculations are performed. According to ÖNORM B 1997-1-5, stability analyses of rock slopes are to be carried out, taking into account a variation of joint orientations. Further, structural safety is proved by using a partial safety concept. In this study, the uncertainties of the joint orientations are statistically analysed and represented by distribution functions. The analytical calculations are performed using the software RocTopple which is based on the limit equilibrium method for toppling failure by Goodman & Bray (1976). RocTopple offers probabilistic features to consider distribution functions for any parameter. Accordingly, Monte-Carlo-simulations are used for the analytical calculations. For numerical calculations, done with the software UDEC, the variations of the joint orientations must be considered and modelled individually. Based on the distribution function, for further calculations a relatively small number of orientations is chosen. This approach is similar to the "Point Estimate Method". After modelling a restoration geometry and the geological conditions, the stability for different combinations of the joint orientations is determined. The results show that the variations of the joint orientations have more influence on the overall stability of the quarry wall than the variation of the strength parameters. The results of this study also indicate considering the uncertainties of joint orientations with probabilistic methods for safety calculations in rock mechanics.

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