ERFASSUNG DER GESTEINSABRASIVITAET UND PROGNOSE DES WERKZEUGVERSCHLEISSES BEIM MASCHINELLEN TUNNELVORTRIEB MIT DISKENMEISSELN

In kontrollierbaren und relativ aufwendig durchzufuehrenden Schneidversuchen mit massstaeblich verkleinerten Diskenmeisseln konnte der Einfluss verschiedener geometrischer Schneidparameter auf die Verschleisshoehe der Minidisken getestet werden. Die Versuche dienten der Kontrolle eines Modells, das den Verschleissvorgang bei Diskenmeisseln erfasst. An sechs verschiedenen Gesteinen mit unterschiedlichen Festigkeiten und Quarzgehalten wurde die Relevanz des Modells ueberprueft. Es konnte eine bei allen Gesteinen hinreichend genaue Uebereinstimmung der ermittelten funktionellen Zusammenhaenge zwischen Verschleissraten und den Schneidparametern Eindringtiefe, Spurabstand und Normalkraft festgestellt werden. Ein wesentliches Ergebnis dieser Versuche war, dass mit wachsender Normalkraft die Verschleissrate pro Lauflaenge bei den Modellmeisseln quadratisch und nicht linear ansteigt. Weiter zeigt sich, dass die Verschleissrate pro Ausbruchvolumen unabhaengig vom Vorschub ist. Eine Ueberpruefung der aufgestellten Modellgesetze mit Hilfe von Linearschneidversuchen im Massstab 1:1 bei Sandstein und Gneis 0/0 wies trotz geringer Versuchsanzahl eine gute Uebertragbarkeit der Ergebnisse von Schneidvorgaengen verschiedener Laengendimensionen durch Massstabsfaktoren nach. Um zur Erlangung der Abrasivitaetskennziffern eines Gesteins nicht jedesmal Schneidversuche durchfuehren zu muessen, wurde eine Reihe von Verschleisstestverfahren an den untersuchten Gesteinen nachvollzogen und den an Minidisken bestimmten Verschleisskenngroessen gegenuebergestellt. Es kann generell eine quadratische Zunahme des Verschleissbetrages mit wachsender Punktlastfestigkeit des aufgefahrenen Gesteins festgestellt werden. Eine Ueberpruefung der ermittelten Zusammenhaenge im praktischen Bohrbetrieb steht noch aus. Forschungsprojekt gefoerdert durch die Universitaet Bochum.