ROCKBURST - Bergschlag

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Die Prognose des Gebirgsverhaltens ist im Tunnelbau und Bergbau, sowie bei Geothermie-Projekten und für Erdbebenvorhersagen von größter Bedeutung. Um ein Gebirgsversagen prognostizieren und damit vermeiden
zu können, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Rissbildungsprozesse im Gestein unabkömmlich. Sprödes Versagen ist besonders problematisch, da
das Gestein hierbei abrupt und praktisch ohne Voranzeichen versagt.
Laborversuche und Untersuchungen in tiefen Tunneln und in Bergbauen mit großer Überlagerungsmächtigkeit haben gezeigt, dass gewisse Gesteinsarten in hohem Ausmaß elastische Energie speichern können und daher zu bergschlagartigem, energiereichem Versagen neigen. Publizierte Untersuchungen zu Sprödbruchverhalten und Rissbildungsprozessen in sprödem Gestein brachten keine Erkenntnisse bezüglich der zugrundeliegenden Wirkungsmechanismen. Bis dato wurde keine
systematische Laboruntersuchung zum Einfluss der Mikrostruktur auf den Versagensmechanismus durchgeführt. Das vorgeschlagene Projekt untersucht in einem interdisziplinären Ansatz, wie mikromechanische
sowie mikrostrukturelle Gesteinseigenschaften den
Versagensmechanismus beeinflussen. Der ProjektArbeitsfluss
verschachtelt eine Anzahl aktueller Gesteinstestdatenerfassungs und
Simulationsmethoden: Nach initialen mineralogischen Untersuchungen durchlaufen künstlich hergestellte und natürliche Gesteinsproben Zyklen von zerstörungsfreier Mikrostrukturanalyse und Kompressionsversuchen.
Die Mikrostruktur der Gesteinsprobe wird dabei jeweils mit
Mikrotomographie (μCT) erfasst und daraufhin einem Uniaxialem Kompressionstest unterzogen, der mit einem Akustischen Emissions Test kontrolliert wird. Objektbasierte Bildanalyse (OBIA) erzeugt aus den μCT Daten aller Belastungszyklen ein (3D+t) Prozessmodell der Mikroriss
Entwicklung in jeder Probe. Aus den Prozessmodellen werden
Trainingsbilder für MultiplePointGeostatistik Simulationen (MPS)
abgeleitet. MPS wird für eine Hochskalierung der Testergebnisse vom Probenin den Vortriebsmaßstab eingesetzt. Eine internationale Gruppe anerkannter Experten wird das Forschungsprojekt durchführen; wir
erwarten völlig neue Einblicke und ein quantitatives Verständnis der relevanten mikromechanischen Prozesse in hochbeanspruchten spröden Gesteinen. Die potentiellen Ergebnisse sind eine notwendige Basis für
weitere Entwicklungen zur Risikominimierung in tiefliegenden Bergbauen und Bauwerken und zur besseren Vorhersage seismischer Ereignisse im Zusammenhang mit HydroFracturing
Verfahren.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/05/1630/04/19