Gebirgsmechanische Grundlagen zum rheologischen Verhalten von Salzgesteinen (PDF)

Forschungsarbeit aus dem Jahr 1988 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Geotechnik, Note: 1,0, Technische Universität Clausthal, Sprache: Deutsch, Abstract: Rheologie als Lehre der Deformierbarkeit der Stoffe findet in der Gebirgsmechanik und insbesondere in der Salzmechanik seit den 50er Jahren Anwendung. Mittels idealer rheologischer Grundkörper lässt sich das Verhalten von Salzgestein darstellen, was sich beispielsweise durch Relaxation äussert. Zu unterscheiden ist das Verhalten im elastischen, plastischen-, zeitabhängigen- und Bruch-Bereich.

Untersuchungen rheologischer Parameter werden im Labor und in-situ durchgeführt, wobei auffällig ist, dass sehr unterschiedliche Ansätze und Messmethoden angewendet werden. Eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse ist kaum gegeben. Viele rheologische Modelle werden lediglich modifiziert, anstatt sich auf eine Vereinheitlichung der Methodik zu konzentrieren.

Bei der Betrachtung des Zeit-Deformationsverhaltens unter Belastung, dem sog. Kriechen, lassen sich vier Phasen unterscheiden:
primäres Kriechen,
sekundäres Kriechen,
tertiäres Kriechen,
Bruch.

Durch eine festkörperphysikalischen Betrachtungsweise lässt sich das besondere Deformationsverhalten von Haliten erläutern. Einflussparameter des Kriechens sind u.a. Temperatur, Belastung und petrographischer Aufbau.

Aus unterschiedlichen Ansätzen heraus lassen sich rheologische Stoffgesetze für Salzgesteine ableiten. Diese Ansätze sind:

mathematisch-empirisch,
modellrheologisch,
strukturell.

Für den Hohlraumbau ergibt sich durch die rheologische Betrachtungsweise, die über die Elastizitätstheorie hinausgeht, eine bessere Erfassung realer Spannung-Deformations-Verhältnisse. Konvergenzvorausberechnungen und numerische Bestimmung von Spannungen und Verformungen sind Errungenschaften in der Salzmechanik, die durch Anwendung der Rheologie in Verbindung mit der Finiten-Elemente-Methode erst möglich wurden.

In den bisher deutschsprachigen Veröffentlichungen zeigt sich ein durchgehend unterschiedlicher Ansatz der Wissenschaftler bei der Grundlagenermittlung Rheologie in die Gebirgsmechanik einzubeziehen. Hier zeigt sich eine "junge" Wissenschaft. Eine Standardisierung, wie sie in älteren Wissenschaftsgebieten selbstverständlich sind, werden vermisst.

Trotz der Schwäche, die sich in dieser Auswertung der vorliegenden deutschsprachigen Literatur zeigt, ist das vorliegende Ergebnis dennoch eine Arbeit, die es ermöglicht ein gutes Verständnis für ein Teilaspekt der Gebirgsmechanik, insbesondere für Salzgesteine mit dem rheologischen Ansatz, zu entwickeln.