Scherverhalten von acrylatischen Injektionskörpern - Sicherheitsrelevante Erkenntnisse zur Auswahl des Bruchkriteriums

Porenrauminjektionen mit Acrylatgel werden zur Festigkeitssteigerung und zur Abdichtung des Baugrunds durchgeführt. Um die Standsicherheit eines Bauwerks nach dem Injektionsvorgang zuverlässig beurteilen zu können, müssen die Injektionskörper auf ihr bodenmechanisches Verhalten untersucht werden. Das Bruchverhalten wird hierbei häufig mit dem Mohr-Coulombschen Bruchkriterium für Boden und Fels abgebildet. Experimentelle Laborversuche an Acrylatgel-Injektionskörpern haben gezeigt, dass der Zuwachs der Scherfestigkeit bei steigender Normalspannung nichtlinear ist und in der Konsequenz mit dem Mohr-Coulombschen Bruchkriterium die Festigkeit des Injektionskörpers überschätzt wird. Auf dieser Erkenntnis aufbauend wurden an einer Baugrube numerische Vergleichsberechnungen durchgeführt. In den Berechnungen wurden u. a. die Bruchkriterien nach Mohr-Coulomb und Hoek-Brown berücksichtigt. Basierend auf den experimentellen und numerischen Untersuchungen wird ein für die Baupraxis relevantes Bruchkriterium für Acrylatgel-Injektionskörper vorgestellt, das es ermöglicht, die Festigkeit bzw. die Standsicherheit eines Bauwerks zutreffend beurteilen zu können.

Shear behavior of acrylate gel grouted bodies - Safety-relevant findings on the selection of the failure criterion
Pore space grouting with acrylate gel is carried out to increase the strength and seal the subsoil. In order to assess the stability of a structure after the grouting process, the grouted bodies must be examined for their soil mechanical behavior. The shear strength is often described with the Mohr-Coulomb failure criterion for soil and rock. Experimental laboratory tests on an acrylate gel grouted body have shown that the increase in shear strength is not linear with increasing normal stress and, in consequence of the Mohr-Coulomb failure criterion, the strength of the grouted body is overestimated. Based on this knowledge, numerical comparison calculations were carried out on an excavation pit. In the calculations, the failure criteria according to Mohr-Coulomb and Hoek-Brown were taken into account. Based on the experimental and numerical investigations, a failure criterion relevant for the construction practice for acrylate gel grouted bodies is determined in order to correctly assess the strength and stability of a building.