Gesteinsphysikalisches Labor

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Eine wesentliche Voraussetzung für die Erarbeitung geomechanischer Nachweise zur Standsicherheit und Dichtheit untertägiger Tragstrukturen ist die laborative Ermittlung der mechanischen und hydraulischen Materialeigenschaften des anstehenden Gebirges. Im Unterschied zu artifiziellen Materialien wie Beton und Stahl variieren die Materialeigenschaften von Gestein und Gebirge abhängig von ihrer mineralogischen Zusammensetzung und der Genese faziesabhängig und auch innerhalb einer Fazies über eine vergleichsweise große Streubreite. Diese Streubreite ist regelmäßig standortbezogen auf der Grundlage von laborativen Untersuchungen für die Ableitung repräsentativer und homogenbereichsbezogener Gesteins- und Gebirgskennwerte zu ermitteln. Sowohl chloridische Salinargesteine als auch Tongesteine zeigen unter In-situ-Beanspruchungsbedingungen ein ausgeprägt nichtlineares, sowohl zeit-, spannungs- und temperaturabhängiges wie auch rate-sensitives Materialverhalten. Als Folge dieses sehr komplexen Materialverhaltens müssen die grundsätzlichen Materialeigenschaften zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung des Spannungs-/Verzerrungs-Verhaltens in Abhängigkeit von

  • Spannungsniveau,
  • Spannungsgeometrie (Kompression, Extension),
  • Spannungsrate / Verzerrungsrate,
  • Feuchtigkeit,
  • Schichtung,
  • Temperatur und
  • Zeit
  • laborativ bestimmt werden. Darüber hinaus sind auch die abhängig von der jeweiligen Beanspruchungsart und den Milieubedingungen ertragbaren Beanspruchungen festzulegen, um Kriterien und Grenzwerte zur Bewertung berechneter Beanspruchungen formulieren zu können. In der Konsequenz sind laborative Untersuchungen zu den thermomechanischen und hydraulischen Materialeigenschaften der anstehenden Gesteine ein wesentliches Element der untertägigen Tragwerksplanung. Der Lehrstuhl für Deponietechnik und Geomechanik verfügt mit den dokumentierten Prüfanlagen über eines der weltweit leistungsfähigsten Labore für gesteinsphysikalische Untersuchungen. Die skizzierten Leistungsdaten geben einen ersten Überblick über mögliche Versuchsrandbedingungen. Durch kurzfristig mögliche Modifikationen der eingesetzten Prüf- und Messtechnik können im Grundsatz beliebige nachweisorientierte Versuche mit frei wählbaren Belastungspfaden und Beanspruchungskombinationen realisiert werden.

    Prüfanlagen:

    Einaxialprüfanlage Dü6
    Einaxialkriechstände Schenck 1 - 3
    Triaxialprüfanlagen Dü1 - Dü4
    Triaxialprüfanlagen Dü8 - Dü11
    Triaxialprüfanlagen Dü12 - Dü15
    Triaxialprüfanlage Dü5
    Triaxialprüfanlagen Dü16 - Dü19
    Felsrahmenschergerät



    Einaxialprüfanlage Dü6

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    Einaxialer Kompressionsversuch (UC)
    Spaltzugversuch (SZ)

    Axiallast:
    200 kN/ 500 kN, hydraulisch

    Temperatur:
    Raumtemperatur

    Prüfkörpergröße:
    frei wählbar

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    1 x Induktivwegaufnehmer W20/ W50
    1 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    1 x Kraftmessdose 200 kN/ 500 kN




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    Einaxialkriechstände Schenck 1 - 3

    Technische Daten:


    Versuchsart:
    UCc

    Axiallast:
    bis 1000 kN, hydraulisch

    Temperatur
    20-200 °C

    Luftfeuchtigkeit
    30-100 %

    Prüfkörpergröße:
    Durchmesser 50-120 mm,
    Länge 180-250 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, 3xUPM60

    Messwertaufnehmer:
    3 x Induktivwegaufnehmer
    3 x Kraftmessdosen 200 kN
    1 x Absolutdruckaufnehmer P3M
    1 x Temperaturaufnehmer Pt100




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    Triaxialprüfanlagen Dü1 - Dü4

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    TC, TE, TCc, TEc, TCH

    Axiallast:
    bis 2500 kN, hydraulisch

    Manteldruck:
    0-75 MPa, hydraulisch

    Temperatur:
    20-100 °C, vollautomatische Regelung

    Prüfkörpergröße:
    Durchmessser 50-190 mm,
    Länge 100-300 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    3 x Induktivwegaufnehmer W20TS/ W50TS
    3 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    1 x Pt100
    1 x Dilatanzmessung
    1 x Durchschallung
    1 x Permeabilität (k=10-15 m2 bis 10-24 m2)


    Volumenmessung - online

    Permeabilitätsmessungen



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    Triaxialprüfanlagen Dü8 - Dü11

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    TC, TE, TCc, TEc, TCH

    Axiallast:
    bis 2500 kN, hydraulisch

    Manteldruck:
    0-70 MPa, hydraulisch

    Innendruck:
    0-70 MPa, hydraulisch

    Temperatur:
    20-70 °C, vollautomatische Regelung

    Prüfkörpergröße:
    Durchmesser 90-150 mm,
    Länge 180-300 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    1 x Induktivwegaufnehmer W20TS/W50TS
    3 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    1 x Pt100
    1 x Dilatanzmessung
    1 x Durchschallung
    1 x Fluidinfiltration




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    Triaxialprüfanlagen Dü12 - Dü15

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    TCc, TEc, TCH

    Axiallast:
    bis 400 kN, hydraulisch

    Manteldruck:
    0-35 MPa, hydraulisch

    Temperatur:
    20-70 °C, vollautomatische Regelung

    Prüfkörpergröße:
    Durchmesser 60-90 mm,
    Länge 180 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    1 x Induktivwegaufnehmer W20TS/ W50TS
    2 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    1 x Pt100
    1 x Dilatanzmessung
    1 x Durchschallung




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    Triaxialprüfanlage Dü5

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    wissenschaftlich, beliebig

    Axiallast:
    bis 5000 kN, hydraulisch

    Manteldruck/Innendruck:
    0-70 MPa, hydraulisch

    Temperatur:
    -20 bis +200°C, vollautomatische Regelung

    Prüfkörpergröße:
    Durchmesser 90-200 mm,
    Länge 180-400 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    3 x Induktivwegaufnehmer W20TS/ W50TS
    3 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    7 x Pt100
    1 x Dilatanzmessung
    1 x Durchschallung




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    Triaxialprüfanlagen Dü16 - Dü19

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    TC, TE, TCc, TEc, TCH

    Axialdruck:
    0-200 MPa, hydraulisch

    Manteldruck:
    0-200 MPa, hydraulisch

    Temperatur:
    -20 bis +100°C, vollautomatische Regelung

    Prüfkörpergröße:
    Durchmesser 60-100 mm,
    Länge 120-250 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    1 x Induktivwegaufnehmer W20TS/ W50TS
    3 x Absolutdruckaufnehmer P3MB, 50 MPa
    3 x Pt100
    1 x Dilatanzmessung
    1 x Durchschallung


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    Felsrahmenschergerät

    Technische Daten:


    Versuchsarten:
    direkter Scherversuch

    Axiallast:
    bis 1000 kN, hydraulisch

    Scherkraft:
    bis 800 kN, hydraulisch

    Temperatur:
    20-70 °C, vollautomatische Regelung

    Scherrahmen:
    150 mm x 200 mm

    Scherweg:
    bis 100 mm

    Messwerterfassung:
    rechnergesteuert, MGC+

    Messwertaufnehmer:
    1 x Induktivwegaufnehmer W20TS/ W50TS
    2 x Kraftmessdose
    1 x Pt100
    1 x Durchschallung




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    © TU Clausthal 2013 · Impressum · Letzte Änderung: 04.09.2013