BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Navigation ▼

Nachweisverfahren

Für den untertägigen Hohlraumbau, insbesondere den Bau von Endlagern für radioaktive Abfälle, sind die Stabilität und die Gebrauchstauglichkeit der Anlage sowie die Integrität der geologischen Barriere nachzuweisen, um während der Betriebsphase den sicheren Betrieb zu gewährleisten und für die Nachbetriebsphase den dauerhaften Einschluss der Abfälle zu belegen.

Derartige spezielle geotechnische Sicherheitsnachweise umfassen die gesamtheitliche Berücksichtigung und Bewertung theoretischer, experimenteller und visueller Untersuchungen (z. B. geologische und ingenieurgeologische Erkundung, Laborversuche zum Materialverhalten der Gebirgsschichten, Festlegung der thermisch-hydraulisch-mechanischen Einwirkungen, gebirgsmechanische Modellierung, numerische Modellberechnungen, ggf. Einbeziehung von In-situ-Messungen und örtlichen Beobachtungen). Dabei haben die Modellberechnungen besondere Bedeutung, da das Langzeitverhalten von Endlagern nicht mehr durch Messungen und Beobachtungen, sondern nur durch theoretische Prognosemodelle unter Einbeziehung thermischer, hydraulischer, mechanischer und chemischer Effekte (gekoppelte THMC-Prozesse) bewertet werden kann.


Schematische Darstellung des Dilatanzkriteriums. Spannungszustände oberhalb der Dilatanzgrenze führen zu einer Auflockerung des Mikrogefüges, wodurch bei Andauern des Zustandes allmählich ein Netzwerk von Mikrorissen entstehtSchematische Darstellung des Dilatanzkriteriums. Spannungszustände oberhalb der Dilatanzgrenze führen zu einer Auflockerung des Mikrogefüges, wodurch bei Andauern des Zustandes allmählich ein Netzwerk von Mikrorissen entsteht Quelle: BGR

Schematische Darstellung des FluiddruckkriteriumsSchematische Darstellung des Fluiddruckkriteriums. Der Integritätsnachweis erfordert den quantitativen Beleg, dass an der Kontur der Salzbarriere die kleinste Hauptdruckspannung nicht unter den Wert des in der entsprechenden Teufe anzunehmenden hydrostatischen Drucks fällt Quelle: BGR

Der Nachweis der geotechnischen Langzeitsicherheit umfasst die Beurteilung der langfristigen Wirksamkeit und Integrität der geologischen Barriere (s. Modellberechnungen für Morsleben). Die Funktionstauglichkeit der Salzbarriere gilt als rechnerisch nachgewiesen, wenn eine Bildung von Wegsamkeiten für potenzielle Lösungen aus geomechanischer Sicht ausgeschlossen werden kann. Dazu sind nach dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand für die Bereiche mit kriechfähigem Salzgestein zwei, auf mechanischen Spannungen beruhende Kriterien in einer „konjunktiven“ Verknüpfung heranzuziehen.

Dilatanzkriterium: Der Integritätsnachweis erfordert den quantitativen Beleg, dass an der Kontur der Barriere keine Schädigung des Salzgebirges infolge Dilatanz auftritt. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass Spannungszustände unterhalb der Dilatanzgrenze auch langfristig nicht mit Auflockerungen verbunden sind, so dass für Spannungen in diesem Bereich die Dichtheit des Salzgesteins gewährleistet ist. Der Spannungszustand, an dem die Volumenänderungsgröße positiv wird, also Dilatanz infolge Schädigung eintritt, wird als Dilatanzgrenze bezeichnet. Erst Spannungszustände oberhalb der Dilatanzgrenze führen zu einer Auflockerung des Mikrogefüges, wodurch bei Andauern des Zustandes allmählich ein Netzwerk von Mikrorissen entsteht.

Fluiddruckkriterium: Der Integritätsnachweis erfordert den quantitativen Beleg, dass an der Kontur der Salzbarriere die kleinste Hauptdruckspannung nicht unter den Wert des in der entsprechenden Teufe anzunehmenden hydrostatischen Drucks fällt. Dieser Druck ergibt sich aus einer hypothetischen, bis zur Geländeoberfläche reichenden Flüssigkeitssäule.

Kontakt

    
Dr.-Ing. Sandra Fahland
Tel.: +49 (0)511-643-2584
Fax: +49 (0)511-643-3694

Diese Seite:

Zum Anfang der Seite ▲ © Copyright by BGR. Alle Rechte vorbehalten.