Nix, Thomas (2003)
Untersuchung der ingenieurgeologischen Verhältnisse der Grube Messel (Darmstadt) im Hinblick auf die Langzeitstabilität der Grubenböschungen.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication
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Kapitel 1-3 -
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Kapitel 4a -
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Kapitel 4b -
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Kapitel 5-11 -
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Anhang -
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Fototafel 1-2 -
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Fototafel 3-4 -
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Fototafel 5 -
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Fototafel 6 -
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Fototafel 7-8 -
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Fototafel 9-10 -
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Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Untersuchung der ingenieurgeologischen Verhältnisse der Grube Messel (Darmstadt) im Hinblick auf die Langzeitstabilität der Grubenböschungen | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Molek, Prof. Dr.- Herward ; Ebhardt, Prof. Dr. Götz | ||||
Advisors: | Molek, Prof. Dr.- Herward | ||||
Date: | 21 October 2003 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Date of oral examination: | 27 June 2003 | ||||
Abstract: | Das Schwarzpelit-Vorkommen der Grube Messel bei Darmstadt wurde insbesondere durch die Funde außergewöhnlich gut erhaltener Wirbeltier-Fossilien aber auch die kontroverse Diskussion um die Folgenutzung des ehemaligen Tagebaus bekannt. Nachdem die Grube Messel im Jahr 1995 in die Welterbeliste der UNESCO aufgenommen wurde, ist insbesondere die Langzeitsicherheit der Grubenböschungen von besonderer Bedeutung für die weitere Nutzung. Von 1885-1971 wurde in der Grube Messel Schwarzpelit, so genannter ?Ölschiefer?, abgebaut und bis 1961 daraus in einem dem Tagebau angeschlossenen Schwelwerk Rohöl extrahiert. Bereits im aktiven Tagebaubetrieb traten Rutschungen mit Schäden an Mensch und Material auf. Aktuell werden alle Abbaubö schungen des ehemaligen Tagebaus als instabil angesehen. Da die Grube Messel gemäß §52 des Bundesberggesetzes als Tagebau betrieben wird, obliegt dem Land Hessen als Eigentü mer die Gewährleistung der Sicherheit. Vor diesem Hintergrund wird seit 1993 eine Langzeitüberwachung der Böschungen im Sinne der DIN 1054-100 durchgeführt. Im gesamten Grubenbereich sind umfangreiche Rutschprozesse dokumentiert. Die in dieser Untersuchung vorwiegend behandelten großräumigen, aktiven bzw. latenten oder blockierten Rutschungen der tertiären Sedimente werden durch die tektonischen Schwächezonen im Kontaktbereich zu umrandenden paläozoischen Gesteinen begrenzt (Ablöseflächen). Tiefe Gleitzonen sind an den Rändern des Vorkommens bevorzugt im Übergangsbereich der Sedimente der unteren zu den Sedimenten der mittleren Messel-Formation ausgebildet und greifen zum Zentrum hin auf den Schwarzpelit der mittleren Messel-Formation über. Als Bewegungsbahn wird die zum Strukturtiefsten einfallende Schichtung genutzt. Die Entstehung der Rutschungen ist auf das komplexe Zusammenwirken permanent standfestigkeitsmindernder Faktoren aus Spannungsgeschichte bzw. Spannungszustand, charakteristischen Materialeigenschaften und Trennflächensystem zurückzuführen. Durch Entlastung der überkonsolidierten Sedimente infolge Erosion und Abbau bildeten sich schichtparallele Schwächezonen auf denen nur die Restfestigkeit wirksam wurde und entlang derer das ursächliche Versagen der Böschungen eintrat. Im Regelfall sind für die Rutschschollen in den tertiären Sedimenten der Nord-, Ost- und Südwestböschung langfristige, geringfügige Deformationen dokumentiert. Nach episodischen, außergewöhnlichen Starkniederschlä gen kann ein temporärer Übergang zu beschleunigten, gleitenden Bewegungen auftreten. Für die Monats- bzw. 72h- Intervalle der Niederschlagssummen wurden qualitative Schwellenwerte definiert, deren Überschreitung zu einer Beschleunigung der Bewegungen führt. Ausgehend von einer schnellen Infiltration des Niederschlages stellt das Bö schungswasser den primären bewegungsbeeinflussenden Faktor dar, der über die Zunahme des Porenwasserdruckes in den Gleitzonen, hydrostatischen Wasserdruck in Trennflächen und zusätzliche Plastifizierung des Gleitzonenmaterials eine episodische, temporäre Reduzierung haltender Kräfte verursacht. Die nach DIN 1054 notwendige Sicherheit für Lastfall 2 (außergewöhnlicher Zustand) bzw. für Lastfall 1 (Regelzustand) ist für keinen der Bewegungsbereiche gewährleistet. Eine Langzeitsicherheit der Grubenböschungen ist ebenfalls nicht gegeben. Mit andauernden Deformationen und episodischen Beschleunigungen ist alle drei bis fünf Jahre, bis zum Erreichen eines stabilen Zustandes der Böschungen zu rechnen. Die sich aus der Instabilität der Böschungen insbesondere für Objekt- und resultierende Folgeschäden ergebenden Risiken sind nicht tolerierbar. Unter einer Kosten-/Nutzen-Betrachtung erscheint die Reduzierung des Risikos durch Überwachungs- und Kontrollmessungen im Sinne eines Beobachtungsverfahrens nach DIN 1054-100 angemessen. Für eine korrekte messtechnische Überwachung ist es notwendig, das bestehende Beobachtungsprogramm anzupassen. Hierzu wird der Aufbau eines entsprechend modifizierten Mess- und Überwachungsprogrammes vorgestellt. Zusätzlich werden lokale bautechnische Sicherungsmaßnahmen erläutert und empfohlen, die es erlauben mit relativ geringen Kosten die Sicherheit gefä hrdeter Teilbereiche deutlich zu erhöhen. |
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Alternative Abstract: |
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Uncontrolled Keywords: | Environmental scanning electron microscopy | ||||
Alternative keywords: |
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URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-3757 | ||||
Classification DDC: | 500 Science and mathematics > 550 Earth sciences and geology | ||||
Divisions: | 11 Department of Materials and Earth Sciences | ||||
Date Deposited: | 17 Oct 2008 09:21 | ||||
Last Modified: | 08 Jul 2020 22:47 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/375 | ||||
PPN: | |||||
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