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Ingenieurgeologische Kartierung und Standsicherheits-Analyse am Tunnel St. Michael-Wachaubahn /NÖ

Ghader Saadati

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Erdwissenschaften

Betreuer*in

Rudolf Schwingenschlögl

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DOI

10.25365/thesis.67463

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-27418.11511.613253-3

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Diese Masterarbeit befasst sich mit der ingenieurgeologischen Kartierung und der Standsicherheits-Analyse in/am Tunnel St.Michael-Wachaubahn/Niederösterreich. Der Tunnel ist ein Teil der Donauuferbahn, die von Krems an der Donau nach Mauthausen verläuft. Der Streckenabschnitt zwischen Krems an der Donau und Emmersdorf an der Donau wird als Wachaubahn bezeichnet. Die Strecke beginnt in Krems an der Donau und endet in Mauthausen. Der St. Michaelstunnel befindet sich bei Kilometer 17,201. Neben dem Tunnel liegen die Böschungen, die von der Donau-Bundestraße angeschnitten wurden. Im Untersuchungsgebiet sind Paragneis-Wechselfolgen und Glimmerschiefer vorliegend. Um einen ersten Eindruck von der Natur des Gebirges zu erhalten, wurden erste Inspektionen durchgeführt und der Tunnel sorgfältig untersucht. Während dieser Untersuchung konnten an den beiden Einschnitten erste Bewertungen der Gesteinsfestigkeit, Verwitterung, Rissbildung und Haftfestigkeit vorgenommen werden. Dabei wurden Gebiete mit Risikopotential aufgrund offener und verwitterter Risse im Westportal und den angrenzenden Böschungen identifiziert und erfasst. Um die für die Standsicherheits-Analyse erforderliche Gestein und die Gesteinsparameter zu bestimmen, wurden die Aufzeichnungen der Trennflächen oberirdisch unter Verwendung der Scanline-Methode, basierend auf der gesamten Länge des Tunnels durchgeführt. Auf diese Weise konnten der Einfallswinkel und die Einfallsrichtung der Klüfte aufgezeichnet werden. Mit Hilfe eines Schmidt-Hammers wurde die Gesteinsdruckfestigkeit der betreffenden Gesteinsarten abschnittsweise ermittelt. Um die Standsic herheits-Analyse durchführen zu können, wurden zuerst, die Karte, der Tunnel und das Gelände über dem Tunnel dargestellt. Alle Daten, die vom Untersuchungsgebiet stammen, wurden auf eine einzige Karte implementiert. Dann wurde der Tunnel in 3 verschiedene Abschnitte und 3 Berechnungsprofile unterteilt. Dafür wurden Felsklassifizierungs - Methoden wie: RQD, GSI und Q-System verwendet. Um die Standsicherheits-Analyse des Tunnels ermitteln zu können, wurde mit zwei Finite-Element Programmen, Examine 2D, RS2, EX3, RS3, UnWedge und Swedge gearbeitet. Die Stabilitäts-Analyse des Felshanges und der Böschungen wurde gemäß den Ergebnissen der Kinematischen Analyse der Hangstabilität, mit RocPlane und Swedge -Software durchgeführt. Außerdem wurde die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Trennflächenabstände mit MatLab analysiert. Die statistische Analyse der Diskontinuitäts-Eigenschaften basiert auf dieser Analysemethode, einschließlich der folgenden: Einfallsrichtung /Einfallswinkel, Anzahl der Trennflächenscharen, Abstand und Häufigkeit, Größe bzw Länge, Art des Durchtrennungsgrades.

Abstract

(Englisch)

This master thesis deals with the engineering geological mapping and rock stability analysis in/at the tunnel St. Michael - Wachau-Bahn/Lower Austria. The tunnel is part of the Donauuferbahn, which reaches from Mauthausen to Krems an der Donau. In the course of the construction work, Venus von Willendorf, Austria's best-known find from the younger Paleolithic period, was found in 1908. The section of the line between Krems an der Donau and Emmersdorf an der Donau is called the “Wachaubahn”. The route begins in Krems on the Danube and ends in Mauthausen. The tunnel is located at Kilometer 17,201. At the western and at the eastern entrance of the tunnel there are embankments that were cut at the Danube federal road. In the study area, which extends over the entire area, there are Paragneiss alternations and Schists. In order to get a first impression of the natural ground, inspections were carried out initially and the crown and the walls of the tunnel were thoroughly examined. During these visits, initial estimates of rock- and rock mass strength, weathering, fracturing and bonding strength could be made. In the course of this, areas with danger potential due to open and weathered fissures and sagging ridge vaults were identified and recorded. To determine the rock parameters required for the stability analysis, geometrical parting surface images were carried out using the scanline method relating to the length of the tunnel. Using a geological compass, the dip and the dip direction of the joints could be recorded. With the help of a Schmidt-Hammer, the rock compressive strength of the existing rock types was determined in sections. In order to be able to do the stability analysis, the map of the tunnel and the area was first shown and all of the data that were carried out by the study area and implemented on the map. Then the tunnel was divided into 3 different units and calculation profiles. Rock mass classification methods such as RQD, GSI and Q-System were used for this. The subsequent computer analysis of the tunnel was realised with two finite element programs, Examine 2D, RS2, EX3, RS3, UnWedge and Swedge. The stability analysis of the rock slope was carried out according to the result of the kinematic analysis of the slope instability, with Dips, RocPlane and Swedge software. In addition, the probability distribution of the separating surface distances was analysed in the MATLAB. The statistical analysis of the discontinuity properties is based on this analysis method, including the following: dip direction/ dip, spacing, discontinuous of fractures and frequency, size, length and shape of the discontinuities. Keywords: Stability analysis, engineering geological mapping, Rock mass classification, kinematic analysis, statistical analysis, discontinuity properties, 2D FE analysis, 3D Methode moldeling.

Autor*innen

Ghader Saadati

Haupttitel (Deutsch)

Ingenieurgeologische Kartierung und Standsicherheits-Analyse am Tunnel St. Michael-Wachaubahn /NÖ

Publikationsjahr

2021

Umfangsangabe

181 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Rudolf Schwingenschlögl

Klassifikation

38 Geowissenschaften > 38.58 Geomechanik

AC Nummer

AC16274575

Utheses ID

59772

Studienkennzahl

UA | 066 | 815 | |

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