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P. Lechner:
"Kraftverlauf im Ringspalt von Litzenverpressankern in der Haft- und Freispielstrecke";
Betreuer/in(nen), Begutachter/in(nen): H. Brandl, H.G. Jodl; Geotechnik, 2012; Rigorosum: 12.12.2012.

Ziel dieser Dissertation ist die vertiefende Untersuchung der Lastabtragung der Kräfte von
Freispielankern im Bereich des Ringspaltes. Das ist der Raum zwischen Ankerzugglied und
Bohrlochwand, welcher mit Ankerverpressmörtel verfüllt bzw. injiziert wird. Anhand von verschiedenen
Labor- und Bauwerksankern wurde dieser Kraftverlauf mit einer neu entwickelten
Einrichtung erstmals messbar gemacht. ln zwei Entwicklungsstufen wurden verschiedene
Messsysteme entwickelt, welche die Verformungen im Ringspalt kraftlos zu messen im
Stande sind.
Anfänglich wurde ein Messsystem entwickelt, welches über zylindrische Elemente die Verformungen
über so genannte Dehnmessstreifen erfasste. Für diese Elemente ist jedoch ein
relativer hoher Laboraufwand erforderlich, da jedes einzelne Element einer Eichung zu unterziehen
ist.
Die Weiterentwicklung erfasst die Verformungen über ein so genanntes Integralelement
Hierbei werden die Verformungen direkt im 1/1000 mm Bereich erfasst, ohne dass im Labor
Eichmessungen erforderlich sind. Der Vorteil der Weiterentwicklung ist ein mehrfacher:
Zum einen wird durch dieses nur 2,0 cm im Durchmesser messende Element der Querschnitt
im injizierten Ringspalt kaum beeinträchtigt, zum anderen ist keine Eichung im Labor
nötig. Die Verformungen können somit direkt gemessen werden. Weiters hat dieses Element
den Vorteil, dass sowohl Dehnungen wie auch Stauchungen erfasst werden können. Einen
weiteren Vorteil stellt die Möglichkeit dar, über die Abschnittslänge des Messelementes die
Verformungen über diese Strecke zu integrieren, was zur Vervielfachung des Messsignals
führt und dabei auch untergeordnete Imperfektionen über die Messstrecke verschmiert werden.
Mittels dieser Messelernente konnte der Kraftverlauf für verschiedene Freispielankertypen
visualisiert werden. Untersucht wurden Anker mit unterschiedlichen Haftstreckenlängen, mit
verschiedenen Haftstreckenanordnungen (Mehrfachanordnung in einem Bohrloch) und auch
so genannte Telleranker. Die Anker wurden in felsigen wie auch in weichen Böden eingebaut.
Anhand dieser Ergebnisse konnte erstmals nachgewiesen werden, dass die Lastabtragung
im Ringraum ohne besondere technische Maßnahmen sowohl in der Haftstrecke wie auch inwesentlichen Teilen der Freispielstrecke erfolgt. Weiters konnte eine Verteilung der Mantelreibung
in der Haft- und in der Freispielstrecke in Abhängigkeit von verschiedenen Bodenschichten
ermittelt werden.
Bedeutend ist diese Erkenntnis dahingehend, dass nicht nur die Haftstrecke alleine zur Lastabtragung
herangezogen wird, sondern auch die Freispielstrecke. Erdstatische Berechnungen,
welche bei Gleitkreisen oder auch bei der Berechnung der tiefen Gleitfuge von der Mitte
der Haftstrecke ausgehen, werden daher kritisch zu hinterfragen sein.
Weiters werden bislang die Mantelreibungswerte, welche bisher nur über die Haftstrecke
verteilt angenommen wurden, offensichtlich bei manchen Böden überschätzt, da die mitwirkende
Freispielstrecke nicht berücksichtigt wurde.