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Overcoring

Prinzip des overcoring. Quelle: Hydrofrac.com
Überbohrte Bohrkerne. Quelle: Hydrofrac.com

Das overcoring (Überbohren, Überbohrverfahren) ist eine Methode der in situ  Spannunsgmessungen

Beim overcoring wird zunächst in das anstehende Gestein ein kreisrundes Loch gebohrt. Anschließend wird das, das Loch enthaltene Gesteinsvolumen durch Überbohren mit einer Kernbohrung gewonnen. Da nun die auf dem Gestein lastenden Spannungen wegfallen und sich das Gesteisnvolumen entspannt, wird aus dem kreisrundenh Loch ein eliptisches oder ovales Loch. Die Ovalität enthällt die gewünschten Informationen über das Spannungsfeld.

Zur Messung kann das Loch (noch im Gesteinsverband und vor dem Überbohren) mit Dehnungsmessstreifen oder andern Sensoren ausgestattet werden.

Overcoring spielt insbesondere in der Geotechnik eine Rolle, weniger in Tiefbohrungen wegen des dort nötigen erheblichen Aufwandes.

Dieses Verfahren zählt zu den indirekten in situ Spannungsmessverfahren. In ihm werden in Feldversuchen Dehnungen- bzw. Verschiebungen gemessen, die anschließend über ein Materialgesetz in Spannungen überführt werden. Dabei wird auf die klassische Lösung von Kirsch (1898) über die (sekundäre) Spannungsverteilung um ein kreisrundes Loch in einer unendlich ausgedehnten, (primär) gespannten Platte zurückgegriffen. Versuchstechnisch werden die Dehnungen bzw. Verschiebungen durch Überbohren (und damit einem vollständigen Entlasten) eines im Gebirgsverband eingespannten zylindrischen Gesteinskörpers hervorgerufen, in dem zuvor in einem koaxialen Pilotbohrloch eine Messzelle oder Messsonde eingebaut worden war.

Die Messverfahren erfordern jeweils eine unterschiedliche Installations- und Bohrtechnik sowie unterschiedliche Auswertungsmethoden. Je nach Art der Messzelle oder -sonde und Kontakt mit der Wandung des Pilotbohrlochs, kann dabei folgendermaßen unterschieden werden: 

Technologienbaum overcoring

  • Doorstopper“ Messzelle (2-D Spannungsmessverfahren):Erfassung von Dehnungen an der Sohle eines Bohrlochs;
  • Triaxial Messzelle (3-D Spannungsmessverfahren):
    Erfassung von Dehnungen an der zylindrischen Wandung eines Pilotbohrlochs;
  • Weggebersonde (2-D Spannungsmessverfahren):
    Erfassung von Durchmesseränderungen eines Pilotbohrlochs. 

Literatur

H. Bock, Arbeitsbericht NAB 14-30 „Oberflächennahe Spannungsmessungen in der Nordschweiz und den angrenzenden Gebieten“ 2014

Kirsch, G. (1898). Die Theorie der Elastizität und die Bedürfnisse der Festigkeitslehre. – Mitt.
VDI, 42: 797 - 807. 

Weblink

http://www.hydrofrac.com/hfo_home.html