Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten eines Sandsteins mithilfe eines Luftpermeameters

Abstract

ZusammenfassungZiel dieser Studie ist die Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten eines Sandsteins unter Berücksichtigung der Gesteinsmatrix sowie einer Einzelkluft unter Verwendung eines tragbaren Luftpermeameters. Hierfür wurde der fluviatil-äolisch abgelagerte Bebertaler Sandstein des Oberen Rotliegenden in Sachsen-Anhalt untersucht. Es wurden die Matrixpermeabilitäten der unterschiedlichen Faziesbereiche sowie die Kluftöffnungsweiten entlang einer Schichtfuge bestimmt. Die ermittelten hydraulischen Durchlässigkeiten der Sandsteinmatrix liegen dabei zwischen 1,0 · 10−7 und 9,2 · 10−10 m/s, allerdings weisen nur 3 von insgesamt 298 Messpunkten einen kf-Wert von > 7,4 · 10−8 m/s bzw. eine Permeabilität von > 10 mD auf. Diese gehören zur homogenen und höher durchlässigen äolischen Fazies. Die bestimmte mittlere Öffnungsweite der Schichtfuge liegt bei 82 ± 12 µm. Mithilfe der ermittelten hydraulischen Eigenschaften konnte somit die effektive hydraulische Durchlässigkeit des untersuchten Sandsteins bestimmt werden. Unsere Ergebnisse verdeutlichen die praktische und robuste Anwendbarkeit des verwendeten Luftpermeameters zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeiten von Sandsteinen sowohl im Labor als auch im Gelände.