Zusammenfassung Bei der Bemessung des Ausbaus von Felshohlraumen soll die allmahliche zeitabhangige Verformung des umgebenden Gesteinskörpers beruecksichtigt werden. Als Vergleichsmöglichkeit bieten sich die in geologischen Zeitraumen stattgefundenen Gebirgsverformungen und felsmechanische Versuche in Felshohlraumen an. Der Verlauf einer Gebirgsverformung wird an eioem Schichtgestein von mehreren 1000 m Machtigkeit aus dem Rheinischen Schiefergebirge erlautert. Auf die orogenetischen Beanspruchungen reagieren die Schichten durch Faltung, Schieferung und Groβstörungen. Darauf folgt die Bildung von hydrothermalen Spateisensteingangen und Scherstörungen, wobei Wiederbewegungen entlang alterer Störungen auftreten. Die Verformungen duerften alle in einer relativ kurzen zeitlichen Abfolge entstanden sein, wobei Überschneidungen möglich sind. Am löngsten dauerte vermutlich die Biegefaltung, wahrend einzelne Störungsvorgange nur wenig Zeit benötigten. Bei der Belastung des Gebirges mit einem Plattendruckgerat wird die Abhangigkeit der Verformung von der Zeit kontrolliert, wenn die Beobachtungen sich ueber einen Zeitraum von mehreren Tagen bis Wochen erstrecken. Damit wird der Zeitfaktor bei der Berechnung des Verformungsmoduls beruecksichtigt. Das Auffahren von Felshohlraumen verursacht Spannungsumlagerungen und damit Verformungen, die mitunter sehr langsam stattfinden. Der zeitliche Spannungsverlauf laβt sich durch zahlreiche Versuche belegen. Abschlieβend wird dargelegt, welche Bedeutung der Beobachtung von Spannungsveranderungen und Gesteinskörperverformungen in Abhangigkeit von der Zeit beizumessen ist.
Summary When dimensioning the extent of rock cavities it is necessary to consider the gradual deformation of the surrounding rock body as a function of time. For comparison may serve the mountain deformations that have taken place in geologic periods, and also the results of rock-mechanic experiments in rock cavities. The process of a mountain deformation is illustrated by example of a stratified rock of several 1000 m thickness from the Rheinische Schiefergebirge. The reaction of the layers to orogenetic stresses are folding, foliation and large faults. Then follows the formation of hydrothermal siderite veins and shearing disturbances whereby renewed movements may occur along older faults. All deformations may have occurred in a relatively short chronological sequence possibly involving overlappings. The flexure folding has presumably taken the longest time whereas individual deformational processes may have needed very little time. The deformation as a function of time is controlled by loading the rock with a plate compression device whereby the observations are recorded over a period of several days or weeks. In the calculation of the deformational modul, the time factor is then considered. The driving of rock cavities entails stress modulations and consequently deformations that sometimes take place very slowly. The chronological stress process can be testified by numerous experiments. Finally, the significance of the observation of stress modulations and of rock deformations a function of time is especially pointed out.
Resume Lors du dimensionnement du soutènement d'excavations dans le rocher, it faut tenir compte de la deformation progressive des roches environnantes en fonction du temps. Ici, les deformations de massifs rocheux qui se sont produites dans des espaces geologiques, ainsi que des essais relatifs à la mecanique des roches dans des excavations rocheuses offrent des possibilites de comparaison. Le processus d'une deformation d'un massif rocheux est demontre à l'exemple d'une roche stratifiee d'une epaisseur de plusieurs 1.000 m du Rheinisches Schiefergebirge. Aux sollicitations orogenetiques, les couches reagissent par des plissements, des clivages, de vastes failles, la formation de filons hydrothermaux de siderose et de failles de cisaillement. Les deformations se sont produites relativement vite les unes aprês les autres. Probablement, le plissement veritable a dure Ie plus longtemps, tan dis que certains processus de dislocation ont pris très peu de temps. Si l'on sollicite Ie massif rocheux par un appareil de plaque de pression, on peut verifier que la deformation est une fonction du temps à condition que les observations s'etendent sur une periode de plusieurs jours a plusieurs semaines. Ainsi, on tient compte du facteur du temps lors du calcul du module de deformation. Le creusement d'excavations dans le rocher cause des changements de contrainte et, par consequent, des deformations qui, parfois, se font très lentement. Le processus chronologique des contraintes peut être prouve par de nombreux essais. En conclusion, il est explique quel importance it faut attribuer a l'observation des changements de contrainte ainsi que des deformations de roches en fonction du temps.
1. Einfuehrung An Felshohlbauten wird oft die Forderung gestellt, daβ sie ueber Jahrzehnte hinweg voll funktionsfahig bleiben sollen. Um eine entsprechende Bauausfuehrung planen zu können, ist die Kenntnis vom Verhalten des umgebenden Gebirges auch in Abhangigkeit von der Zeit nötig. Die im Bergbau gewonnenen allgemeinen Erfahrungen ueber die zeitabhangige Standfestigkeit lassen sich bier nur unter gewissen Vorbehalten verwenden, weil ja der Bergbau nur fuer die Zeit des Abbaus auf die Hohlraume angewiesen ist und auβerdem haufig durch fortscbreitend tieferen Abbau die Spannungen in höheren Gebirgsteilen verandert. Auβer der geologisch beschreibenden und darstellenden Beurteilung des Gebirges werden oft felsmechanische Versuche durchgefuehrt. Sie vermitteln bei mehrtatiger oder sogar mehrwöchiger Versuchsdauer bereits Kenntnisse ueber Verformungseigenschaften und Spannungen des Gebirges innerhalb eines zwar kurzen, aber genau bestimmten Zeitraumes.