Tonsteine – Scherben? Ein Arbeitsablauf zur Untersuchung veränderlich fester Gesteine

Abstract

Im vorliegenden Beitrag soll die Frage beantwortet werden, wie die In-situ-Eigenschaften von Bohrproben eines typischen veränderlich festen Gesteins von der Probenentnahme bis zur Laboruntersuchung möglichst unverändert erhalten bleiben. Die Auswahl der Varianten orientiert sich an der oberflächennahen (d. h. hier bis 50 m Tiefe) geotechnischen Erkundungspraxis in Deutschland. Variiert wurden die Bohrspülung (Klarwasserspülung, wasserbasierte Antisolspülung) sowie die Lagerungsbedingungen (konventionelle Lagerung im Liner ohne weitere Zusätze, Lagerung in Salzlösung [c = 2,5 g NaCl/l], Einfluss der Probentrocknung). Als Parameter für den Vergleich der Varianten dient die Bruchfestigkeit der gesättigten Proben im Triaxialversuch. Es wird untersucht, inwieweit relevante Unterschiede hinsichtlich der Bruchfestigkeiten zwischen den Probenentnahmevarianten festzustellen sind. An Proben, die zehn Minuten bzw. sieben Tage in Laborumgebung getrocknet wurden, wird gezeigt, dass der Erhalt des In-situ-Wassergehalts von größerer Bedeutung ist als der Einfluss der Bohrspülung oder der Lagerungsvariante. Wenige Minuten Trocknung reichen für die Entstehung von Mikrorissen und Änderung der Festigkeitseigenschaften aus. Zudem werden praktische Hinweise zum Umgang mit veränderlich festen Gesteinen in Triaxialversuchen gegeben.