Titelaufnahme

Titel
Hydraulische Charakterisierung isolierter Aquifere in komplexen Großstörungssystemen
Weitere Titel
Hydraulic characterisation of isolated aquifers in complex fault systems
Verfasser/ VerfasserinLeitner, Patricia
Begutachter / BegutachterinWinkler, Gerfried
ErschienenGraz, 2017
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Univ., Masterarbeit, 2017
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
DokumenttypMasterarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-113395 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Hydraulische Charakterisierung isolierter Aquifere in komplexen Großstörungssystemen [5.93 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Bildung von Störungen verändert die Charakteristik des Gebirges wesentlich in allen Maßstäben, wobei Störungszonen durch eine räumliche und zeitliche Heterogenität, sowie einen komplexen Aufbau gekennzeichnet sind. Zudem haben sie einen großen Einfluss auf die Wasserbewegung und können dadurch ingenieurgeologische Vorhaben, wie zum Beispiel den Tunnelbau, erheblich erschweren. Im Zuge dieser Masterarbeit wird das hydraulische Verhalten einer Störungskernzone, sowohl in lokalem als auch regionalem Maßstab, untersucht. Basierend auf den Ergebnissen von hydraulischen Untersuchungen im cm-Bereich, d.h. triaxialen Durchlässigkeitsversuchen, mit Durchströmungsdrücken von 0,24 bis 2,4 bar, und der Bestimmung der Korngrößenverteilung an ausgewählten Störungskernproben aus dem Semmering/Wechsel-Gebiet, wurden eine durchschnittliche hydraulische Durchlässigkeit von 5*10-9 m/s und eine Porosität von etwa 17% ermittelt. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass bei allen Kataklasittypen eine deutliche hydraulische Anisotropie vorliegt. Schließlich deuten die Ergebnisse der Untersuchungen an den Bohrkernproben auf eine Verbindung zwischen hydraulischen Eigenschaften und tektonischer Beanspruchung hin. Ergänzend dazu wurde eine numerische Modellierung von gut durchlässigen, kleinräumig begrenzten Gesteinskörpern (Scherkörpern in Störungszonen) durchgeführt, um die Auswirkung von Störungssystemen auf das Entwässerungsverhalten im 10er m-Bereich zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Scherkörper wie linearen Wasserspeicher mit einem exponentielles Auslaufen reagieren, und dass sich die Schüttungskurve von ungleichförmigen Scherkörpern oftmals sehr sprunghaft verhält. Auf Basis von simulierten Auslaufkurven kann somit beispielsweise die Änderung des hydraulischen Potentials im Zuge eines Tunnelvortriebs, sowie die Entwicklung des Entwässerungssystems näher untersucht werden. Umgekehrt ist es möglich über die Abknickbereiche der Kurven die Geometrie des Speichers abzuschätzen.

Zusammenfassung (Englisch)

The formation of faults changes the characteristics of rock masses substantially at all scales, and fault zones are characterized by a spatial and temporal heterogeneity as well as a complex structure. In addition, they have a great influence on the water flow and can thus considerably aggravate engineering-geological projects such as tunnel construction, for example. Within this work, the hydraulic behaviour of faults, both on a local as well as a regional scale, is investigated. Based on the results of hydraulic investigations in the cm-scale, this means triaxial cell tests with flow pressures of 0.24 to 2.4 bar and the determination of the grain size distribution on selected samples of a fault core in the Semmering/Wechsel area, an average hydraulic permeability of 5*10-9 m/s and a porosity of about 17% were obtained. Furthermore, it was found that in all cataclastic rock types there is a clear hydraulic anisotropy. Finally, the results of the investigations on the drill core samples suggest a link between hydraulic properties and tectonic stress. Apart from that, numerical modelling of well-permeable, small-spatially limited rock bodies (shear lenses) within a hydraulically low conductive fault zone was carried out to investigate the drainage of complex fault systems in the scale of several tens of meters. The results show that the shear lenses by themselves react as linear water reservoirs with an exponential recession, and the drainage of non-uniform shear bodies often behaves very abruptly. Based on simulated drainage curves, the change of the hydraulic potential in the course of a tunneling operation, as well as the development of the drainage system, can thus be investigated more closely. Conversely, it is possible to estimate the geometry of the reservoirs by means of the buckling shape of the curves.