Lexikon Geologie Geografie Geowissenschaften  
Suche :        
   A   B   C   D   E   F   G   H   I   J   K   L   M   N   O   P   Q   R   S   T   U   V   W   X   Y   Z   #   

 

 
 

Porenraum

 
     
  das gesamte von Hohlräumen (Poren) in einem Gestein ausgefüllte Volumen Vpor, das entweder mit einem Gas oder Fluid gefüllt ist. Die Gesamtporosität φ ist dann das Verhältnis von Vpor zu Gesamtgesteinsvolumen VT:

PorenraumBei der Auswirkung von Druck auf den Porenraum müssen hydrostatischer Druck und deviatorische Druckbedingungen unterschieden werden. Hydrostatischer Druck wirkt der temperaturinduzierten Rissbildung entgegen (thermische Ausdehnung, Petrophysik). Im Labor werden ca. 100 MPa hydrostatischer Druck benötigt, um die bei einer Temperaturerhöhung um 100 K induzierten Risse wieder zu schliessen. Dabei müssen isostatischer Druck und deviatorische Stressbedingungen unterschieden werden. Dem äusseren Druck kann ein Porendruck entgegenwirken. Wird in einem offenen System gearbeitet (»drained conditions«), kann der Porendruck abgebaut werden. Der äussere Druck entspricht damit dem wirksamen (effektiven) Druck. Wird kein Transport der Porenfüllung nach aussen zugelassen (»undrained conditions«) baut sich in den Poren und Rissen ein Gegendruck auf (Abb. 1). Der effektive (wirksame) Druck auf das Gestein Peff ergibt sich aus dem mittleren Porendruck Ppore und dem äusseren Druck P:


Peff=P-PPore.


Bei isostatischen Bedingungen führen bereits niedrigere effektive Drücke zum Schliessen der meisten Risse. Mit zunehmenden Druck werden auch grössere Risse geschlossen. Sphärische Poren können durch einen hydrostatischen Druck nicht geschlossen werden, bis die Festigkeit des Gesteins erreicht wird (Abb. 2). Wirkt auf die Proben ein gerichteter Druck, hängt das Schliessen der Risse neben der Grösse und dem aspect ratio auch von der Orientierung der Risse ab. Bei gerichtetem Druck werden Risse, die senkrecht zum Druck orientiert sind, bevorzugt geschlossen. Sphärische Poren werden ausgelenkt und können bei deviatorischem Stress geschlossen werden. Durch innere Spannungen können auch Risse induziert werden (Abb. 3).


Sowohl bei hydrostatischem als auch bei gerichtetem Druck sind Poren bzw. Risse auch bei höheren Drücken vorhanden. Das mittlere Rissvolumen nimmt jedoch i.a. mit zunehmendem Druck ab.

PorenraumPorenraum 1: Dem äusseren Druck P wird ein Porendruck PPore überlagert.

PorenraumPorenraum 2: Änderung der Rissgeometrie bei hydrostatischem Druck. Risse mit einer grossen Auslenkung (aspect-ratio) (1) verschwinden, während Risse gleichen Volumens mit einem geringen aspect-ratio (sphärisch) kleiner werden (2). Kleine Risse (3) werden bei geringeren Drücken eher geschlossen als grössere (2) (bei gleichem aspect-ratio). Sphärische Poren bleiben bei hydrostatischem Druck erhalten und verringern ihre Grösse (4).

PorenraumPorenraum 3: Änderung der Rissgeometrie durch deviatorischen Stress. Risse, die senkrecht zum Druck P orientiert sind (1), verschwinden bei geringen Drücken, während Risse gleicher Grösse mit einer anderen Orientierung (2) erhalten bleiben. Dabei kann es zu einer Volumenzunahme des Risses kommen (2). Sphärische Poren werden ausgelenkt (3) bzw. bei geringeren Volumina oder hohen Drücken geschlossen (4). Bei der Deformation können neue Risse induziert werden (5).
 
 

 

 

 
 
Ein Bookmark auf diese Seite setzen:
 
 

 

 

 
 
<< vorheriger Begriff
 
nächster Begriff >>
Porengrundwasserleiter
 
Porensprung
 
     

Weitere Begriffe : Schweizerische Gesellschaft für Kartographie Waldschäden Mixel

 

 
Startseite GeoDZ
Copyright © 2010 GeoDZ.com. All rights reserved.  Nutzungsbedingungen  |  Datenschutzbestimmungen  |  Impressum