用轻质建筑材料Perlite填充岩土脆弱的倾斜面

IF 0.5 Q4 ENGINEERING, GEOLOGICAL
Geotechnik Pub Date : 2025-02-25 DOI:10.1002/gete.202400013
M.Sc. Philipp Soltau, Dipl. Ing. Petra Göthel, Dipl. Ing. Kathy Sommer
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摘要

卢萨西亚和Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV)是德国东部矿山改造项目的开发商,正在开发有效和可持续的解决方案,以利用已开采的土地。在卢萨西亚的褐煤露天矿中,被开采出来的废料被广泛倾倒。由于地下水水位的上升,松散的倾斜土壤在水饱和时非常容易液化。特别是在地下水位间距很小的倾覆平原上,使用重型设备行驶时,由于土壤在液化的情况下失去了承载能力,面临着大面积塌陷和滑坡的重大风险。采矿所占用的土地必须恢复用于林业和农业的后续用途,但由于岩土技术的危险,使用重型设备进行修复是不可能的。因此,有必要开发和测试地下水倾卸区域的替代修复技术。一种创新的方法是用轻质建筑材料填充低层,这种材料可以通过软管管道从安全距离运输和安装。它的目的是提供足够的地下水,以确保随后使用土方工程技术进一步覆盖适合耕作的土壤。经过初步筛选和广泛的实验室研究,轻质建筑材料Perlite被选中,其适用性在试点项目中得到验证。测试了一种铺装技术,包括粉尘的发展、所需的加水、输送范围和灌装性能。此外,还研究了珍珠表面的行走和航行能力,以及在地面覆盖下的沉降行为。可以证明轻质材料Perlite适合填充地下水附近的倾斜面。由于珍珠的高制造成本,未来计划将其作为一种特殊技术应用于特别敏感的倾卸区域。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Auffüllung geotechnisch gefährdeter Kippentieflagen mit dem Leichtbaustoff Perlite

Als Projektträger der ostdeutschen Bergbausanierung entwickelt die Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV) neuartige Ansätze für effektive und nachhaltige Lösungen zur Wiedernutzbarmachung bergbaulich beanspruchter Flächen. In den Lausitzer Braunkohlentagebauen wurde der zur Kohlefreilegung abgetragene Abraum großflächig verkippt. Die locker gelagerten Kippenböden sind bei Wasseraufsättigung infolge des Grundwasserwiederanstieges äußerst verflüssigungsempfindlich. Insbesondere in Kippentieflagen mit geringen Grundwasserflurabständen besteht beim Befahren mit schwerem Gerät eine erhebliche Gefährdung durch großräumige Geländeeinbrüche und Rutschungen, da der Boden im Verflüssigungsfall seine Tragfähigkeit verliert. Die vom Bergbau beanspruchten Flächen sind für eine forst- und landwirtschaftliche Folgenutzung wiederherzustellen, jedoch ist der Einsatz schwerer Geräte für die Sanierung angesichts der geotechnischen Gefährdungen nicht möglich. Es war daher erforderlich, für grundwasserflurnahe Kippenbereiche alternative Sanierungstechnologien zu entwickeln und zu testen. Als innovatives Verfahren wurde die Verfüllung von Tieflagen mit einem Leichtbaustoff ausgearbeitet, wobei dieser aus sicherer Entfernung über Schlauchleitungen herantransportiert und eingebaut werden kann. Ziel des Verfüllens ist die Herstellung ausreichender Grundwasserflurabstände, um damit die Tragfähigkeit für den anschließenden Einsatz von Erdbautechnik zur weiteren Überdeckung mit kulturfähigem Boden zu gewährleisten. Nach Vorauswahl und umfangreichen Laboruntersuchungen wurde der Leichtbaustoff Perlite ausgewählt und dessen Anwendbarkeit in einem Pilotvorhaben überprüft. Es wurde eine Einbautechnologie hinsichtlich Staubentwicklung, erforderlicher Wasserzugabe, Förderreichweite und Auffüllleistung getestet. Ebenso wurden die Perliteoberfläche bezüglich der Begeh- und Befahrbarkeit sowie das Setzungsverhalten bei Überdeckung mit Boden untersucht. Die Eignung des Leichtbaustoffes Perlite zur Verfüllung grundwassernaher Kippentieflagen kann bestätigt werden. Aufgrund der hohen Gestellungskosten der Perlite ist der zukünftige Einsatz als Sondertechnologie in besonders sensiblen Kippenbereichen vorgesehen.

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来源期刊
Geotechnik
Geotechnik ENGINEERING, GEOLOGICAL-
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期刊介绍: Die Zeitschrift "geotechnik" ist das Organ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V (DGGT) und erscheint viermal jährlich. Die Themen- schwerpunkte entsprechen den Fachsektionen der DGGT und umfassen Bodenmechanik, Erd- und Grundbau, Felsmechanik, Ingenieurgeologie, Geokunststoffe sowie Umweltgeotechnik. Die Schwerpunkte einer Ausgabe werden jeweils von einer Fachsektion gestellt und auch um Beiträge aus anderen Themenbereichen ergänzt. Mitteilungen der DGGT, CBTR-Nachrichten des Centrums für Deutsches und Internationales Baugrund- und Tiefbaurecht e.V., Nachrichten aus der Industrie.
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