Standsicherheitsuntersuchung für ein räumliches Böschungssystem – Berechnung mit einem zusammengesetzten dreidimensionalen Bruchmechanismus und Modellversuch im Gelände – Teil 3: Modellversuch und Schlußfolgerungen

In den Teilen 1 und 2 dieses Aufsatzes wird ein beweglicher zusammengesetzter räumlicher Starrkörperbruchmechanismus für einen grabenbruchartigen Böschungsbruch eines hohen, räumlichen Böschungssystems entwickelt, wie er beim Fensterabbau im Braunkohlentagebau zu betrachten ist. Die Sicherheit gegen dieses Versagen wird für verschiedene geometrische Verhältnisse berechnet. Im Teil 3 wird ein Modellversuch beschrieben, der zur Überprüfung der angenommenen Bruchkinematik etwa im Maßstab 1:50 in einem Freigelände durchgeführt wurde. Der räumliche Böschungskörper wurde aus Mittelsand aufgebaut, die tiefe Ton‐Gleitschicht aus aufbereitetem Ton mit hohem Wassergehalt. Die Bewegungen wurden mittels Photogrammetrie der Oberfläche und eingebetteten Säulen aus farbigem Sand gemessen. Der Bruch trat ziemlich genau bei der vorausberechneten Fensterbreite ein. Die Gleitflächen, die auch beim entsprechenden ebenen Problem zu erwarten wären, stellten sich als dünne, ebene Scherfugen in der vorausberechneten Lage und Neigung ein. Die Gleitflächen, die in der Berechnung durch die Dreidimensionalität hinzukommen, bildeten sich als unscharf begrenzte Scherzonen aus. Den Starrkörperbewegungen waren Verzerrungen überlagert. Die Bewegungsrichtungen entsprachen dem Rechenmodell. Den Abschluß bilden die Schlußfolgerungen aus der gesamten Untersuchung. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim) Stability analysis for a three‐dimensional slope system – calculation with a composed rigid body failure mechanism and model test in an open site. Part 3: Model test. In Part 1 and 2 of this paper a movable three‐dimensional composed rigid body failure mechanism for the graben‐like rupture of a high three‐dimensional slope system in open‐cast lignite mines during working in small windows is developed. For various geometrical proportions the safety factor is calculated. In the Part 3, a model test is described performed in an open site in the scale 1:50 to verify the assumed kinematics of failure. The slope bodies were formed from a medium sand, the deep sliding clay layer from a highly plastic clay prepared with a high water content. The movements were measured by means of photogrammetry of the surface and by embedded columns of coloured sand. The failure took place approximately under the predicted width of the window. The slip surfaces which had to be expected in case of the corresponding plane strain situation developed as thin plane shear bands in the predicted position and inc