Auswirkungen der Interaktion von Fluiden mit Tonen auf baugrund- und standsicherheitsrelevante Eigenschaften von überkonsolidierten Tonen

Während Sedimentation, Diagenese und Verwitterung unterliegen Tone einer Wechselwirkung mit wässrigen Lösungen bzw. Gasphasen, die ihre physikalischen Eigenschaften beeinflussen. Alles an Tonminerale gebundene und in Tonsedimenten enthaltene Wasser hat unterschiedliche Wirkung auf physiko-mechanische Eigenschaften von Tonen. Es ist bisher nur ansatzweise gelungen, die Fluid-Festsubstanz-Wechselwirkungen mit speziellen geo- oder ingenieurwissenschaftlichen Ansätzen in Gesetzmäßigkeiten zu fassen. Am Beispiel von überkonsolidierten, halbfesten Tonsteinen (Röt und Jura) soll untersucht werden, wie sich diese Interaktionen auf dem Verwitterungspfad auswirken, wie insbesondere der Entfestigungsprozess davon bestimmt wird. Dazu werden Tonsteine mit ähnlicher Korngrößen- und Mineralzusammensetzung sowie einer vergleichbaren diagenetischen Entwicklung von verschiedenen Lokalitäten in unterschiedlichen Verwitterungszuständen auf ihre physikalischen Eigenschaften untersucht. Solche Untersuchungen werden durchgeführt, um direkte Ton-Wasser-Reaktionen abzubilden, außerdem werden wassergehaltsabhängige Versuche und schließlich feststoffcharakterisierende Untersuchungen unternommen. Weiterhin werden Proben gezielt bestimmten Fluiden ausgesetzt und künstlich unter Laborbedingungen verwittert, um die damit verbundenen Veränderungen ihrer Eigenschaften zu untersuchen.Wie sich bei ersten Untersuchungen zeigte, lassen sich einige der an Tonaggregaten im Laborversuch beobachteten Phänomene durch die Übertragung von Verwitterungsschemata aus dem Aufschlussmaßstab auf den Kleinstmaßstab erklären. Deshalb soll versucht werden, die Erkenntnisse von Geländebeobachtungen und Laboruntersuchungen maßstabsübergreifend zusammenzufassen.