Trennbruchversagen von Festgesteinen unter triaxialen Spannungsbedingungen

Abstract

Im Konturbereich einer untertägigen Auffahrung kommt dem Spannungsregime Extension aufgrund der Reduzierung des Spannungsanteils normal zur freien Oberfläche besondere Bedeutung zu. Die damit im Zusammenhang stehenden Brucherscheinungen der Festgesteine sind häufig von Trennbruchversagen geprägt. Derartige Trennbrüche, ohne jegliche Anzeichen von Scherdeformation, können in unterschiedlichen Maßstäben auftreten, z.B. in Form von Bohrlochwand- und Bohrkerninstabilitäten bei Tiefbohrungen oder in Form plattiger Abschalungen im Untertagebau. Trennbruchversagen ist nicht nur in ausgesprochen spröden Gesteinen sondern auch im eher duktil reagierenden Steinsalz anzutreffen. Den diese Aspekte berücksichtigenden theoretischen Konzepten stehen bislang nur wenige verfügbare experimentelle Belege gegenüber, was auf die hohen versuchstechnischen Anforderungen an realitätsnahe Untersuchungen, d.h. unter allseitiger Beanspruchung, zurückzuführen ist. Daher steht die Frage nach den kontrollierenden Bedingungen des Trennbruchversagens unter triaxialen Spannungsbedingungen im Focus der hier vorgestellten laborativ-experimentellen Untersuchungen an verschiedenen klastischen und magmatischen Lithotypen. Hierzu wurden drei Versuchsmodi im triaxialen Extensionsversuch angewendet, bei denen die Versuchskonstellationen bzw. Randbedingungen systematisch variiert und die Ergebnisse mit dem Verhalten im triaxialen Kompressionsversuch verglichen wurden...

Zsfassung in engl. Sprache