Hydrogeologische Grundlagen - IBF

Arbeitsblätter zum Kurs "GEOLOGIE IM BAUWESEN" Seite 12.6
12.4 Porosität und Wasseraufnahme
Jedes Gestein enthält neben den festen Bestandteilen (Minerale und Gesteinskörner, organische
Gemengteile) auch gas- oder flüssigkeitsgefüllte Poren. Das Porenvolumen ist
der von Gas oder Flüssigkeit erfüllte Raum im Gestein. Die Kenntnis der Porosität ist für
viele bautechnische Fragen von Bedeutung, z.B. bei der Frostbeständigkeit oder bei der
Zusammendrückbarkeit. Festgesteine haben in den meisten Fällen eine geringere Porosität
als Lockergesteine.
Die Wasseraufnahme hängt ebenfalls von der Korngröße, dem Mineralbestand und den
organischen Beimengungen ab. Viele Tonminerale besitzen zwischen ihren Schichten eine
sehr starke Wasseraufnahmefähigkeit.
12.4.1 Porosität von Lockergestein
Gesamtporosität n:
n = Volumen der Hohlräume / Gesamtvolumen der Probe
Nutzbare Porosität n':
n' = durchfließbares Porenvolumen / Gesamtvolumen der Probe
Abb. 12.6: Porenraum bei gleichkörnigen und ungleichkörnigen Sanden.
Eine dichte Lagerung vermindert k, n und n'. Ebenso abmindernd wirkt eine Mischung
(Abstufung) der Korngrößen. Tonmineralien bewirken eine weitere Reduktion.
Fließgeschwindigkeit v im Lockergestein = Filtergeschwindigkeit pro nutzbarer Porosität
v = vF/n´ = k( h1 - h2 ) / (l n ` )`
12.4.2 Porosität von Festgestein
- Porenziffer analog zum Lockergestein (Porenraum zwischen den Körnern)
- n und n‘ sind oft kleiner als bei Lockergesteinen wegen Kompaktion und Zementierung
(Diagenese).
- Bei magmatischen oder metamorphen Gesteinen ist oft n < 1% und selten n > 3%.
- Die nutzbare Porosität ist oft klein wegen der Isolation der Poren.
- Dennoch können ausgedehnte, mächtige Felskörper bedeutende Wasserspeicher
sein.