• Das Gelände des IfG Leipzig

    Das Gelände des IfG Leipzig

  • Das gesteinsmechanische Labor des IfG Leipzig

    Das gesteinsmechanische Labor des IfG Leipzig

  • Bohrkerne des Leine-Steinsalzes (Na3)

    Bohrkerne des Leine-Steinsalzes (Na3)

  • Kuppenstrossbau - Dimensionierung

    Kuppenstrossbau - Dimensionierung

  • Versuchsort Großbohrloch Springen

    Versuchsort Großbohrloch Springen

  • Modellierung von Kavernen

    Modellierung von Kavernen

  • Senkungsprognose über einem Kavernenfeld (Modellierung)

    Senkungsprognose über einem Kavernenfeld (Modellierung)

Gesteinsmechanische Laboruntersuchungen

Die Fachbereiche Gesteinsmechanik, Feldmessungen und Gebirgsmodellierung sind mit modernen Arbeitsmitteln ausgerüstet, die gebirgsmechanische Untersuchungen nach dem Stand von Wissenschaft und Technik ermöglichen.

Für gesteinsmechanische Laboruntersuchungen stehen im IfG zur Verfügung:

  • Klimaräume zur Lagerung von Materialproben entsprechend in-situ-Bedingungen (definierte und konstante Temperaturen sowie Luftfeuchte)
  • Equipment zur mineralogisch-petrographischen Bemusterung, Dichte- und Feuchtebestimmung, Ultraschallmessung und Fotodokumentation
  • Werkstatt mit umfangreicher Ausstattung zur maßgerechten Prüfkörperherstellung entsprechend den Versuchsanforderungen mit Maschinen zum Bohren, Trennen, Drehen und Schleifen aller Gesteine (Gesteinssägen, Bandsägen, festes und mobiles Bohrgerät mit diversen Bohrdurchmessern, Drehbänke etc.)
  • Werkstatt zur Herstellung von Sonderanfertigungen und Eigenentwicklungen von Messequipment für den Untertageeinsatz bzw. zur Nutzung im gesteinsmechanischen Labor
  • gesteinsmechanisches Untersuchungs- und Prüflabor mit:
    • einem servohydraulischen Prüfmaschinensystem Schenk-Trebel RBA 2500 (max. Axialkraft: 2,5 MN - Bj. 1984, grundlegend erneuert in 2007) mit 2 Triaxialzellen für realisierbare Manteldrücke bis 100 MPa sowie Prüftemperaturen im Bereich von 295 - 393 K; Eignung für Prüfkörper bis max. 110 mm Durchmesser und 220 mm Länge - kombinierte Durchströmung oder Durchschallung mittels P- und S-Wellen möglich
    • einem servohydraulischen Prüfmaschinensystem GL TestSystems D2000 (max. Axialkraft: 2,0 MN - Bj. 2011) zum Einsatz von Triaxialzellen (s.o.) bzw. zur Durchführung von uniaxialen Druckversuchen sowie Versatzdruckversuchen mit großer Prüfzelle (Ø = 520 x l = 800mm, 170l Fassungsvermögen - DMS-Applikationen für Bestimmung des Lastabtrages in 4 Mess-Ebenen)
    • einem servohydraulischen Prüfmaschinensystem SMH 250 (max. Axialkraft: 250 kN - Bj. 1985, grundlegend erneuert in 2009) mit mehreren Triaxialzellen (Prüfkörper 40 mm Durchmesser und 80 mm Länge) für Manteldrücke bis 50 MPa sowie Prüftemperaturen im Bereich von 295 - 393 K, einer Versatzdruckzelle mit Messung der axialen Druckkraft und dem sich aufbauenden Seitendruck (Durchmesser 155 mm, max. Füllhöhe 350 mm) und Vorrichtungen für Biegeversuche, direkte Zugversuche, Spaltzugversuche (BRAZILIAN-Test), uniaxialen Druckversuchen sowie Kompaktionsversuchen mit kleiner Versatzdruckzelle (ca. 6l Fassungsvermögen - DMS-Applikationen für Bestimmung des Lastabtrages in 2 Mess-Ebenen)
    • einem servohydraulischen MTS Scher-Test-System Modell 816 (Bj. 2003) für direkte Schertests an Gesteinsgroßproben (max. vertikale Auflast 500 kN; max. horizontale Scherkraft 250 kN Druck & -160 kN Zug) für zylindrische Proben mit einer bevorzugten Scherfläche von 150mm Ø und einer maximalen Länge von 300 mm, aber auch Prüfkörper mit unregelmäßiger Scherfläche (max. 200 mm x 200 mm); Möglichkeit des variablen Einbaus (verkippte Proben); zum Scherequipment gehören zudem 6 komplette Scherkasten-Systeme
    • einer hydraulischen Baustoffprüfmaschine WPM (max. Axialkraft 5 MN) mit Kraft- und Wegregelung, einer Versatzdruckzelle (Durchmesser 500 mm max. Füllhöhe 800 mm) mit Messung des sich aufbauenden Seitendruckes sowie einem echten Triaxialgerät für Würfelproben von 100 mm Kantenlänge
    • 50 Versuchsstände für Kriechversuche in klimatisierten Laborräumen mit Triaxialzellen für Versuche bei konstanter Kompressions- und Extensionsbelastung sowie Prüftemperaturen im Bereich von 295-413 K (Prüfkörperdimension 40 x 80mm); zusätzlich 6 Versuchsstände für größere Prüfkörperdimensionen (Abmessungen 60 x 120mm)
    • QUIZIX-Pumpensystem für Durchströmungsversuche mit pulsfreiem Fluidinjektion (z.B. Gas, Salzlösung) mit konstanter Rate (maximale / minimale Fließrate q: 7,5 ml/min bzw. 0,0000007 ml/min) oder konstantem Druck (Pmax = 51 MPa).
    • "Wasserstoff-Labor" mit 6 Kriechprüfständen (Probenabmessungen 60 x 120mm) mit Durchströmungsmöglichkeit für Permeabilitätsuntersuchungen mittels Wasserstoff (alternativ auch Stickstoff, Methan und/oder Helium möglich) unter triaxialer Einspannung: Bestimmung der Gas-Permeabilität k bis zu 10-21 m2)
    • 3 Stück  5m-Säulen (Ø = 25cm) für Untersuchung des Setzungsverhaltens, Auftrieb etc. sowie der Durchlässigkeit von granularen Materialen oder sonstigen Versatzstoffen

Folgende Standard- bzw. nach Kundenwunsch modifizierte Versuchsarten/-typen können im IfG-eigenen gesteinsmechanischen Prüflabor durchgeführt werden:

  • TC - triaxialer Kompressionsversuch (alle TC und TC-Variationen können mit erhöhten Temperaturen, drainiert/undrainiert/Porendruckapplikation sowie mit Durchschallung und/oder Durchströmung durchgeführt werden)
  • TC-MS - triaxialer Kompressionsversuch in Mehrstufentechnik
  • TE - triaxialer Extensionsversuch
  • TC-PE - triaxialer Kompressionsversuch mit Ermittlung der Permeabilität (mittels diverser Medien)
  • TC-R - triaxialer Kompressionsversuch mit eingeschalteten Relaxationsphasen
  • UC - uniaxialer Druckversuch
  • SV - direkter Scherversuch (mit konstanter Normalspannung, konstanter Steifigkeit bzw. als dilatanzfreier Versuch möglich)
  • DTT - direkter Zugversuch
  • MTT - modifizierter Zugversuch
  • SZ (BRA) - Spaltzugversuch (BRAZIL-Test)
  • TCC - Langzeitkriechversuch mit triaxialer Kompression
  • TEC - Langzeitkriechversuch mit triaxialer Extension
  • QD - Quelldruckversuche mit Bestimmung der Lösungsdurchlässigkeit
  • VD - Versatzdruckversuche (drainiert/undrainiert) - Kraft-/Spannungsgeregelt
  • CT - Versatzversuche in Säule (Durchströmung, Setzung, Auftrieb etc.)
  • PM - Pfeilermodellversuche mit einaxialer Kompression (Video eines Versuches hier)