Berucksichtigung von Erdbeben bei Standsicherheitsberechnungen fur tiefe Endboschungen unter Wasser

摘要

Die typische Endboschung der Tagebaue im Rheinischen Braunkohlenrevier, um deren Standsicherheitsberechnung es hier geht, ist etwa 100 bis 300 m tief und schneidet in ein Gebirge aus mehreren sohligen bis leicht geneigten Lockergesteinsschichten ein (Abbildung 1). Die Schichten unterscheiden sich in Kornung, Wichte, Wasserdurchlassigkeit und in den effektiven Scherparametern φ' und c'. Wenig unterhalb des Boschungsfusspunkts liegt oft eine Tonschicht mit sehr geringer Scherfestigkeit, Es ist der Zustand zu betrachten, in dem die Boschung teilweise in einen See eintaucht. Der Grundwasserspiegel im Boschungskorper soll horizontal sein und wird in Hohe des offenen Wasserspiegels angenommen. Zusatzlich ist zu berucksichtigen, dass die Boschung Erdbebenbeschleunigungen mit horizontaler und vertikaler Komponente a_h = α_h·g;a_v = α_v·g (1) ausgesetzt sein kann (g Erdbeschleunigung, α_h und α_v relative horizontale bzw. vertikale Bodenbeschleunigung infolge Erdbeben). Die Werte fur die Erdbebenbeschleunigungen wurden durch ingenieurseismische Untersuchungen an der Erdbebenstation Bensberg der Universitat Koln ermittelt [1] und sind fur unsere Betrachtung gegebene Grossen. Mit folgenden Werten - eingerechnet eine zulassige Abminderung fur Boschungen - wird nach diesen Angaben gerechnet: a_h = 0,5 m/s~2, a_v = 0,35 m/s~2, Dauer der starken Bodenbewegungen etwa 5 s (bei quasistatischen Berechnungsverfahren ist nach [3] mit nur 50 % der maximalen horizontalen und vertikalen Beschleunigungen zu rechnen; a_h = 0,5 m/s~2 und a_v = 0,35 m/s~2 sind die auf 50 % verminderten Werte aus den ingenieurseismischen Untersuchungen).