Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgehiete der Naturwissenschaften. 



XXIV. Jahrg. 



13. Mai 1909. 



Nr. 19. 



Albert Heim: Nochmals über Tunnelbau und 

 Gebirgsdruck und über die Gesteinsum- 

 formung bei der Gebirgsbilduug. (Viertel- 

 jahrsheft d. naturf. Ges. in Zürich 1908, Jahrg. 53, S. 33 

 bis 73.) 

 In dieser Schrift verleiht Herr Heim seinen An- 

 sichten über das Verhalten des Gesteins bei dem 

 Tunnelbau und den gebirgsbildenden Vorgängen er- 

 neuten Nachdruck und nimmt Stellung zu den stark 

 abweichenden Anschauungen, welche Herr Schmidt 

 jüngst in seiner „Geologie des Simplongebirges und 

 Simplontunnels" niedergelegt hat. 



Der erste Abschnitt handelt von den „Berg- 

 schlägen", dem „schlagenden" oder „brechenden" Ge- 

 birge, nämlich dem plötzlichen Abtrennen und Ab- 

 werfen von Gesteinsschalen von den Tunnelwänden 

 unter Knall und Erschütterung. Kompaktheit und 

 Homogenität des Gesteins sind die Vorbedingungen 

 für diese Erscheinung, die oft kurz, oft später nach 

 den Sprengungen erfolgt. Am häufigsten treten die 

 Bergschläge an den Seiten, seltener an der Decke und 

 der Sohle des Tunnels auf. Die abgesprungene Ge- 

 steinsschale läßt sieh nun nicht wieder an Ort und 

 Stelle zurückbringen, sie hat sich verändert, an Flächen- 

 ausdehnung gewonnen und eine andere Krümmung 

 angenommen. 



Im klüftigen, mürben Fels haben wir dagegen das 

 sogenannte „treibende", „druckhafte Gebirge". Die 

 Druckausgleichungen lösen sich hier „auf den schon 

 vorhandenen, unfesten Flächen", den Gleitflächen, aus, 

 auf welchen das Gestein dem Stollen zutreibt. 



Der Unterschied des „schlagenden" und „druek- 

 haften" Gebirges ist nur graduell, nicht prinzipiell, da 

 im Laufe der Zeit das schlagende in das treibende 

 Gebirge übergeht. Die Zunahme der Intensität beider 

 Erscheinungen mit wachsender Tiefe weist darauf hin, 

 daß für beide die gleiche Ursache anzunehmen ist und 

 zwar der die Standfestigkeit der Gesteine überwindende 

 Gebirgsdruck, der sie in einen plastischen Zustand 

 versetzt. Diese Plastizität äußert sich nur in den ver- 

 schiedenen Gesteinsarten verschieden. Dagegen glaubt 

 Herr Schmidt die Ursache für Bergschläge in einer 

 durch den künstlichen Anbau verursachten stärkeren 

 Ausdehnung der Oberfläche gegenüber dem Kern des 

 Gesteins suchen zu müssen, während er allerdings für 

 die Druckhaftigkeit das Gewicht der überlagernden 

 Massen als Erklärung gelten läßt. 



Herr Heim hat nun schon in früheren Veröffent- 

 lichungen den Schluß gezogen, daß ein Hohlraum in 



einem stark gepreßten Gestein sich im Laufe der Zeit 

 schließen muß und deshalb ein Tunnel unter einem 

 mächtigen Gebirge eine Ausmauerung verlangt, und 

 zwar wegen des allseitig wirkenden Druckes eine Aus- 

 mauerung in Form einer Bohre. 



Verf. stellt weiter Betrachtungen an über das 

 Doppeltunnelsystem; es wird darauf hingewiesen, daß 

 der zweite Tunnel ansaugend auf den ersten wirken 

 muß und deshalb für ihn eine Gefahr in sich birgt, 

 uud daß beide ein baldiges Druckhaftwerden des Ge- 

 steins herbeiführen müssen, sofern sie nicht hinreichend 

 sicher ausgemauert sind. 



Den Faltungen, festen Fluidaltexturen, Knetstruk- 

 turen, manchen kristallinen Umwandlungen und Um- 

 mineralisationen, allen diesen Erscheinungen, die die 

 Gebirgsbildung im Gefolge hat, liegt nach Herrn Heim 

 dieselbe Ursache zugrunde wie den Erscheinungen 

 beim Tunnelbau, nämlich die Druckplastizität der 

 Gesteine. 



„Ein Gesteinsstück in großer Tiefe", sagt Verf., 

 „ist schließlich weit über seine rückwirkende Festig- 

 keit belastet, kann aber nicht brechen und nicht 

 weichen, weil es ringsum von gleich gepreßten Massen 

 eingeschlossen ist. Seine Tendenz, dem Druck seitlich 

 auszuweichen, wird es auf das Nebengestein äußern; 

 das führt mehr und mehr zu allseitiger (hydrostatischer) 

 Druckverteilung. Unter Belastung, viel größer als 

 die rückwirkende Festigkeit, muß das Gestein ohne 

 Bruch umformbar sein, denn zur Bildung von Total- 

 trennungen ist kein Raum da. Ich habe diesen Zu- 

 stand latent plastisch genannt. 



Wenn nun das Gestein in diesem Zustande noch 

 von einer neuen großen Kraft, der Dislokation, ergriffen 

 wird, so macht sich die Umformung geltend, die Plasti- 

 zität tritt aus der Latenz in Aktivität. 



Überlastung macht deformierbar, Dislokation de- 

 formiert." 



Das Endglied der kontinuierlichen Reihe der Um- 

 formungen, welche mit der Zertrümmerung zur Dislo- 

 kationsbreccie beginnt, stellt die total bruchlose Um- 

 formung dar, die naturgemäß viel seltener beobachtet 

 wird als die große Zahl der Zwischenformen. Deshalb 

 bedauert Herr Heim auch, daß gerade immer hier die 

 Kritik einsetzt. Nach Aufzählung verschiedener Au- 

 toren, die das bruchlose Fließen unter dem Mikroskop 

 beobachtet haben, folgt ein Hinweis auf die zahlreichen 

 Fältelungen und Linearstreckungen, die ohne Riß- 

 bildung, ohne Struktur- und Farbenänderung der Ge- 

 steine vor sich gegangen sind. 



