Im Feld beobachtete Felsbolzen

Abb. 1 Spannungsrissbildung und Freilegung eines Bolzens an einer Vortriebsfläche in einer Abbaugrube . Beachten Sie den Ort der spannungsbedingten Brüche

Abb. 2 Ein Bewehrungsbolzen, freigelegt an der Vortriebsfläche einer Abbaugrube . Der Bolzen war Scherbelastungen ausgesetzt und weicht von seiner ursprünglichen Lochspur ab. Die dicken Pfeile zeigen die Richtung möglicher Scherbewegungen im Gestein an

Abb. 3 Ein defekter Bewehrungsbolzen, freigelegt an der Vortriebsfläche einer Abbaugrube . Der Bolzen war vor dem Versagen sowohl einer Zug- als auch einer Scherbelastung ausgesetzt. Die axiale Öffnungsverschiebung betrug etwa 30 mm und die seitliche Verschiebung etwa 18 mm an der Bruchstelle

Abb. 4 Scherversagen von Felsankern vor Ort. Die ausgefallenen Bewehrungsbolzen liegen an einer Vortriebswand in einem Metallbergwerk in Schweden frei. Bolzen 1 versagte etwa 1,5 m von der Frontplatte entfernt und Bolzen 2 etwa 0,5 m von der Frontplatte entfernt. Die Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung des Gesteins an den Stellen des Bolzenversagens an. Riegel 1 ist um ca. 40 mm versetzt und der Öffnungsversatz beträgt mindestens 20 mm. a Die beiden defekten Schrauben an der Vorderseite. b Nahaufnahme von Bolzen 1. c Nahaufnahme von Bolzen 2

Abb. 5 Ausgefallene Felsanker. a Ein versagter Bewehrungsbolzen in einem kriechenden Felsmassiv, Schweden. b Fehlgeschlagene Split-Sets in einer schwachen Felsmasse, Australien

Abb. 6 Versagende Bewehrungsstahlbolzen und zwei Kegelbolzen, die nach einem Dacheinsturz infolge einer Minenerschütterung in einem Metallbergwerk freigelegt wurden

Abb. 7 Kegelbolzen und Bewehrungsstahlbolzen, getestet in einem stark deformierten Minenstollen in Kanada. a Ein Bewehrungsstab, der im Fels versunken ist. b Ein ausgefallener Bewehrungsstab und ein unbeschädigter Kegelbolzen. c Ein Kegelbolzen, der seinen äußeren Verankerungspunkt an der Frontplatte verloren hat

Schlussfolgerungen

l  In-situ-Gesteinsanker werden im Bereich nahe dem Bohrlochkragen am stärksten belastet. In einer sich ausdehnenden Gesteinsmasse tritt die maximale Bolzenlast normalerweise in einem Abstand von etwa 0,5 m von der Stirnplatte auf.

l  Felsanker unterliegen vor Ort sowohl Zug- als auch Scherkräften. Die Scherfestigkeit eines Felsankers ist ebenso wichtig wie seine Zugfestigkeit.

l  Der größte Nachteil des herkömmlichen vollverklebten Bewehrungsstabbolzens ist sein geringes Verformungsvermögen. Eine kleine Bruchöffnung würde zu einem vorzeitigen Versagen des Bolzens führen, da die Verformungsfähigkeit des Bolzenmaterials nur in einem kleinen Bolzenabschnitt mobilisiert wird, der den Bruch überdeckt.

l  Bei stark beanspruchten Gesteinsbedingungen sollten Gebirgsanker nicht nur eine hohe Tragfähigkeit aufweisen, sondern auch große Gesteinsdehnungen aufnehmen können. Mit anderen Worten: Sie sollten in der Lage sein, vor einem Ausfall eine große Energiemenge zu absorbieren.