BGR-Beiträge zu der BGE-Veranstaltung
"Tage der Standortauswahl" vom 12.-14.12.2019

Vortrag: Wirtsgestein "Tonstein"

Ben Laurich, Werner Gräsle, Johanna Lippmann-Pipke (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover)

Risse im Tonstein – Auswirkungen für die Endlagerung?

Kurzbeschreibung:

Risse können die Materialeigenschaften eines Gesteins massiv beeinflussen. So können sich Festigkeit, Elastizität und Durchlässigkeit eines gestörten Gesteins deutlich von intaktem Gestein unterscheiden. Risse kommen in der Natur häufig vor. Zahlreiche Studien befassten sich daher mit der Charakterisierung und dem Einfluss von Rissen in Tonsteinen. Wir zeigen eine ausgewählte Zusammenfassung der bisherigen Rissforschung im Opalinuston und berichten von unseren aktuellen Versuchen im gesteinsmechanischen Labor der BGR.

So zeigen wir fotographisch, wie einzelne Risse entstehen und wie sich diese zu komplexen Netzwerken verbinden. Dazu benutzen wir einen eigens entwickelten, durchsichtigen Druckstempel und werten mittels Bildkorrelationen die Verformung während eines Echt-Triaxialversuches aus. Das gewonnene Prozessverständnis lässt sich auf die Feldskala übertragen und dient dazu, die Entstehung und die mechanischen Eigenschaften natürlicher Rissnetzwerke zu beschreiben.

Außerdem zeigen wir in einem Zeitraffervideo, wie sich ein Riss bei Wasserzufuhr wieder verschließt. Dabei analysieren wir die zugrundeliegenden Mechanismen, wie zum Beispiel die Tonmineralquellung.

Schließlich betrachten wir die Auswirkungen, die sich aus Rissen im Tonstein für die Endlagerung ergeben.