Thermomechanisches und hydraulisches Verhalten von Salzgestein

Salzlagerstätten bestehen zu über 90 % aus Steinsalz (NaCl). Außerdem enthalten sie Kalisalze (Sylvin, Carlallit u.a.) sowie Anhydrit. Steinsalz bestimmt daher überwiegend das themomechanische und das hydraulische Verhalten einer Salzlagerstätte. Steinsalz ist ein kristallines Gestein, das sich durch sein recht duktiles Verhalten auszeichnet: Unter Belastung kriecht es. Zusätzlich zeigt es bei höheren Spannungen Mikrorisse, Schädigung, Bruch und Permeabilitätszunahme. Detaillierter ist das unter Salzmechanik für Anfänger und Salzmechanik für Fortgeschrittene dargestellt.

Die Untersuchung und Beschreibung der mechanischen und hydraulischen Eigenschaften hat eine lange Tradition im Bergbau und dieses hat zu vielen auf Erfahrung gestützte Regeln geführt. Für die Beurteilung sind Formeln für die Festigkeit und das Kriechen entwickelt worden. Durch die Einbeziehung der vertieften Kenntnisse aus der Festkörperphysik – Versetzungsbewegung und Bruchentstehung - und durch Verwendung vieler grundlegender Versuche ist es der BGR gelungen, Stoffgesetze zu entwickeln, die genauer sind und die vor allem zuverlässiger auf lange Zeiten – tausende von Jahren - extrapoliert werden können. Diese sind für Langzeit-Vorhersagen wichtig.

Zunehmend wichtig wird ferner die Kenntnis des hydraulischen Verhaltens des Steinsalzes, da diese Kenntnis für Untertagedeponien und für Kavernen wesentlich ist.

Zur praktischen Untersuchung des thermomechanischen und des hydraulischen Verhaltens von Salzgestein und anderer Gesteine unterhält die BGR ein großes geomechanisches Labor.