Masterarbeit (abgeschlossen)

Aylin Güresci

Experimente an hybriden Tübbings mit optimierter Geometrie im Realmaßstab

Ein stetig wachsender Bedarf an Infrastruktur in Kombination mit begrenztem oberirdischem Bauraum führt vermehrt zum Bau von Tunneln im maschinellen Vortrieb, deren Auskleidung aus sogenannten Tübbings besteht. Die erhöhten Gebirgsverformungen, die in Störzonen stattfinden und die hohe Steifigkeit der Tübbings erzeugen unzulässige lokale Belastungen. Dafür wird eine Stauchschicht eingesetzt, die dank ihrer Plastizität Spannungsspitzen begrenzt. Vorgegebene Designs mit einem entsprechenden Aufbau sollen in nahezu realem Maßstab unter repräsentativen Bedingungen des Endzustands nun erstmals bis in den Versagenszustand hinein untersucht werden. Die experimentellen Untersuchungen erfolgen in der fakultätseigenen Versuchshalle KIBKON an der Ruhr-Universität in Bochum.

Ziel der Masterarbeit ist die experimentelle Untersuchung von Tübbings mit optimierter Geometrie, insbesondere ihres Tragverhaltens und ihrer Verformbarkeit im Vergleich zum klassischen Design. Konkret geht es um zwei Varianten: Die erste umfasst zwei Probekörper mit eingebauten Hohlräumen, die eine Volumenreduktion von 20% gegenüber herkömmlichen Tübbings ermöglichen und deren Test in einem neu konzipierten Prüfstand erfolgt. Die zweite besteht aus zwei Körpern mit Rasterkonfiguration, die neben einer Dickenreduzierung das Aushubvolumen im Vergleich zum konventionellen Design konstant halten. Diese Variante wird ohne Krümmung hergestellt und ihre Untersuchung erfolgt an einer konventionellen Prüfmaschine. Neben der Verwendung von Stauchbeton werden alle Probekörper mit Hochleistungsstahlfaserbeton hergestellt, um minimale Bauteildicken zu ermöglichen. Das Brandschutzkonzept wird zudem durch die Inklusion von Polypropylenfasern an der zweiten Variante berücksichtigt.