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© Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 1 Poren- und Kluftwasserhydraulik Strömung in Klüften K 1, K 2,K 3 Klüftez i geometrische Höhe  1 Fallrichtung.

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Präsentation zum Thema: "© Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 1 Poren- und Kluftwasserhydraulik Strömung in Klüften K 1, K 2,K 3 Klüftez i geometrische Höhe  1 Fallrichtung."—  Präsentation transkript:

1 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 1 Poren- und Kluftwasserhydraulik Strömung in Klüften K 1, K 2,K 3 Klüftez i geometrische Höhe  1 Fallrichtung von K 1 p i /  w Druckhöhe  1 Fallwinkel von K 1

2 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 2 Poren- und Kluftwasserhydraulik Trennflächen im Sandstein

3 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 3 Poren- und Kluftwasserhydraulik Durchlässigkeit einer Kluft BodenFels mit 1 Kluft b Breite [m] v Geschwindigkeit [m/s] kinematische Zähigkeit [m 2 /s] (Wasser, 10°C: = 1,3 ∙10 -6 m 2 /s) gErdbeschleuni- gung [m/s 2 ] q B =k f ∙ i ∙A q K =k k ∙ i ∙A =k f ∙ i ∙ d ∙ b v f =k f ∙ i (homogenisiert) (Kluft) v p  3 ∙ v f (Poren) (homogenisiert) qDurchfluss [m 3 /s] kDurchlässigkeits- beiwert [m/s] iGradient [-]

4 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 4 Poren- und Kluftwasserhydraulik Durchlässigkeit einer Kluftschar Fels mit n Klüften Durchlässigkeitsbeiwert Kluftk F Kluftk F =0  anisotrop

5 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 5 Poren- und Kluftwasserhydraulik Durchlässigkeit von Fels k G Gesteinsdurchlässigkeit [m/s] Durchlässigkeitsbeiwert Kluft k F Kluft k F  anisotrop

6 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 6 Poren- und Kluftwasserhydraulik k F als Funktion der Spaltweite GesteinsdurchlässigkeitKalkstein: – k G [m/s]Sandstein: – Granit: – Spaltweite 2a i [mm] 0,10,20,40,71,0 Durchlässigkeit von Fels bei einem Kluftabstand d=1m k F [m/s] 7∙ ∙ ∙ ,5∙ ∙10 -4 Boden (zum Vergleich) Schluff Sand Kies

7 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 7 Poren- und Kluftwasserhydraulik Durchlässigkeitsmatrix einer Kluftschar  n  Normaleneinheitsvektor  i  Gradient  i n  Komponente Kluft  i p  Komponente Kluft

8 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 8 Poren- und Kluftwasserhydraulik Beispiel für Fels mit 2 Kluftscharen Normaleneinheitsvektor:  n  =  n x, n y, n z  n x = -cos  ∙sin  n y = sin  ∙sin  n z = -cos  Kluftschar K 1 :  n  =  0,5, 0, 0,87  Kluftschar K 2 :  n  =  0, 1, 0 

9 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 9 Poren- und Kluftwasserhydraulik Durchlässigkeitsmatrizen Durchlässigkeitsmatrix für K 1 Durchlässigkeitsmatrix für den Fels Durchlässigkeitsmatrix für K 2

10 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 10 Poren- und Kluftwasserhydraulik Gradient und Geschwindigkeit gewählt   = 70°

11 © Stephan Semprich 4 Sickerströmung im FelsFolie 11 Poren- und Kluftwasserhydraulik Literatur Louis, C. (1967) Strömungsvorgänge in klüftigen Medien und ihre Wirkung auf die Standsicherheit von Bauwerken und Böschungen im Fels. Veröffentlichungen des Institutes für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Fridericiana in Karlsruhe, Heft 30. Wittke, W. (1984) Felsmechanik – Grundlage für wirtschaftliches Bauen. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokio. Wittke, W.; Rissler, P.; Semprich, S. (1972) Räumliche, laminare und turbulente Strömung in klüftigem Fels nach zwei verschiedenen Rechenmodellen. Proc. Symp. Durchströmung von klüftigem Fels. Deutsche Ges. für Erd- und Grundbau, Essen.


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