Untersuchungen zum Versagensmechanismus nicht-persistenter Diskontinuitäten mit Hilfe 3D-gedruckter, synthetischer Gesteinsmassen

 

3D Druck in der Geomechanik

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projekt Nummer 463538034

Projektlaufzeit: 2021-2024

Projektmitarbeiter: GeoPrint an der University of Alberta, Canada    

 
3D-gedruckter synthetischer Sandstein mit verschiedenen Konfigurationen 3D-gedruckter synthetischer Sandstein mit verschiedenen Konfigurationen

Felsmasse besteht aus einem komplexen Zusammenspiel zweier Komponenten: dem intakten Fels und räumlich verteilten Felsfugen unterschiedlicher Orientierung und Persistenz. Im Bereich des Geo-Engineerings ist es von größter Bedeutung, das Verhalten des Gebirges zu verstehen, da eine adäquate Auslegung von Bauwerken wie Tunneln, Hängen etc. von den Festigkeits- und Verformungseigenschaften des Gebirges abhängt. Derzeit gibt es keine direkte Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften des Gebirges abzuschätzen, und in der Praxis ist es üblich, die Festigkeit des Gebirges indirekt durch empirische Klassifizierung abzuschätzen. Das Ziel dieses Projekts ist es, die mechanischen Eigenschaften und den Versagensmechanismus von Gesteinsmassen durch den Einsatz der additiven Fertigungsmethode (3D-Druck) zu verstehen. Mit Hilfe des 3D-Drucks sollen "synthetische Gesteinsproben" mit bekannten Konfigurationen (d.h. Festigkeit und räumliche Verteilung der Gesteinsverbindungen) hergestellt und systematisch im Labor getestet werden. Der Hauptvorteil der vorgeschlagenen Methode besteht darin, dass sie die Durchführung von "wiederholbaren" Labortests an Proben mit ähnlichen physikalischen Bedingungen ermöglicht, wodurch die Unsicherheiten reduziert und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse erhöht werden. Anschließend werden die Ergebnisse aus den Labortests der 3D-gedruckten Proben als Grundlage für die Kalibrierung/Verifizierung der numerischen Ergebnisse verwendet, mit dem Ziel, ein neues konstitutives Modell zur Abschätzung der Festigkeit der Felsmasse zu entwickeln.

  3D-gedruckte zylindrische Probe mit komplexem Discrete Fracture Network (DFN) 3D-gedruckte zylindrische Probe mit komplexem Discrete Fracture Network (DFN)

Projekt Team:

Florian Amann

Pooya Hamdi

Dima Shamsedine

Projektfinanzierung und Projektpartner: