WikiDer > Hydrofraktionierung

unten Hydrofraktionierung man versteht das brechen von Felsen durch Erhöhen der Porendruck, der Druck im Grundwasser. Hydrofraktionierung manifestiert sich oder im Brechen eines Gesteins, wobei Venen gebildet werden, oder im Fall von nicht konsolidiert Felsen hinein duktile Verformung.

Prinzip

In dem Substrat Druck herrscht in zweierlei Hinsicht: der lithostatischer Druck als Folge der Masse von darüber liegenden Gesteinen und dem Porendruck durch die überlagernden Grundwassersäule. Der lithostatische Druck verursacht a mechanische Spannung im Felsen, die in anderen (zum Beispiel tektonisch) Spannungen aufsummiert. Der Porendruck ist jedoch in alle Richtungen gleichmäßig und führt zu dem Zusammenhalt oder die innere Festigkeit des Gesteins nimmt ab.

Die Spannung, bei der ein Material bricht, ist gegeben durch Coulomb-Kriterium:

${displaystyle au =S_{0} mu (sigma _{n}-P_{f})}$

Bei welchem ${displaystyle au }$ das Schubspannung ist und ${displaystyle sigma_{n}}$ das normale Spannung. ${displaystyle S_{0}}$ ist die Kohäsion (oder innere Festigkeit) des Gesteins; ${displaystyle P_{f}}$ ist der Porendruck. Der Begriff in Klammern zeigt, dass die innere Festigkeit mit steigendem Porendruck abnimmt. Wird die innere Festigkeit so klein, dass das Kriterium erfüllt ist, bricht das Material.

Industrielle Anwendung

Hydrofraktionierung wird in der ErkundungIndustrie verwendet bei tiefen Bohren durch Felsen. Durch das Injizieren von Wasser in die Bohrung wird das Gestein geschwächt und bricht.

Siehe auch

• spröde Verformung
• Gesetz von Byerlee