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Gebirge
Die Festigkeit des Gebirges wird bestimmt durch sein Trennlächengef
ü
ge.
Die Gebirgsfugen beteiligen sich an der Deformation und am Versagen des Ge-
birges. Aufwendige Druckversuche an gekl
ü
teten Gebirgsproben haben gezeigt, dass
sich die Druckfestigkeit mit dem Einfallen der Trennlächen ändert (Abb. 7.45). Diese
Anisotropie im Festigkeitsverhalten wird noch komplizierter, wenn mehrere Klut-
scharen vorliegen, was normalerweise der Fall ist.
Um die Festigkeit des Gebirges zutrefend zu beschreiben, ist daher die Kenntnis
der Scherfestigkeit der Trennlächen erforderlich. Ist diese Scherfestigkeit bekannt,
lässt sich zum Beispiel die Standsicherheit einer Felsböschung berechnen, die nach
der Auswertung des Trennlächengef
ü
ges (Schmidtsches Netz) entlang einer oder
mehrerer Trennlächen abzurutschen droht (Kapitel 10). Patton (1966) entwickelte
ein einfaches Schergesetz f
ü
r Trennlächen, bei dem die Mohrsche Umh
ü
llende mit
einer bilinearen Bruchlinie idealisiert wird (Abb. 7.46). Bei kleinen Normalspannun-
gen gleitet der Scherkörper an den Unebenheiten der Trennläche auf, wogegen bei
gro
ß
en Normalspannungen diese Unebenheiten abgeschert werden. In seinem Mo-
dell geht Patton von einem mittleren, nur statistisch deinierbaren Aufgleitwinkel
i
infolge der Unebenheiten aus, der zusammen mit dem Basisreibungswinkel
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b
der
glatten (gesägten) Gesteinsoberläche die Scherfestigkeit der Trennläche bei niedriger
Normalspannung deiniert
Bei hoher Normalspannung werden die Rauigkeiten abgeschert. Nach der Absche-
rung gilt die Restscherfestigkeit
mit
c
als Achsenabschnitt auf der
˄
-Achse.
Da die Abschätzung des statistischen Aufgleitwinkels
i
schwierig ist, entwickelte
Barton (1973, 1986) ein halbempirisches Schergesetz auf der Grundlage des mobili-
sierten Reibungswinkels
ˆ
m
.
Dabei ber
ü
cksichtigte er die einaxiale Druckfestigkeit der
Fugenwandung
˃
j
,
die durch einfache Indexversuche bereits im Rahmen der Vorun-
tersuchungen bestimmt werden kann, zum Beispiel mit dem Punktlastgerät oder dem
Schmidt-Hammer. Weiterhin gehen der Basisreibungswinkel
ˆ
b
der glatten (gesägten)
Gesteinsoberläche und die charakteristische Rauigkeit der Trennläche in Form ei-
nes Rauigkeitskoeizienten
(Joint Roughness Coeicient JRC)
in die Bestimmung der
Scherfestigkeit ein
Der
JRC
-Wert wird qualitativ aufgrund von Modellproilen abgeschätzt (Abb. 7.46).
Fraktalgeometrische Ansätze zur Quantiizierung der Rauigkeit sind in der Diskussi-
on (Kapitel 4). F
ü
r verwitterte Trennlächen wurde der Basisreibungswinkel modii-
ziert, zum Beispiel von Barton und Choubey (1977), die
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