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Spannungsfeld

Normal (σ) und Scher- (τ) stress Komponenten in der xy-Ebene einer festen Oberfläche. Quelle: TLE 34/8 Kamei et al.

In Geologie, Geophysik und Geotechnik versteht man unter Spannungsfeld die quantitative Beschreibung der natürlichen (tektonischen) Spannungen in einem Gesteinsvolumen im Untergrund und die räumliche Verteilung dieser Spannungen.

Die Spannung ist ein Tensor mit vektoriellen Komponenten. Er wird meist vereinfachend durch die so genannten Hauptspannungen beschrieben. Ab einer gewissen Tiefe ist die vertikale Hauptspannung dominant. Natürlich auftretende und künstlich (Hydrofrac) erzeugte Risse im Untergrund orientieren sich bei ihrer Entstehung am Spannungsfeld. Sie stehen ab einer gewissen Tiefe vertikal und streichen in Richtung der maximalen horizontalen Hauptspannung.

Zur Planung und zum Engineering eines künstlichen Wärmetauschers (petrothermale Geothermie) im Untergrund ist die Kenntnis des lokalen Spannungsfeldes unerlässlich. Spannungen im Untergrund lassen sich auf verschieden Art messen. Gängige Methoden sind:

Literatur

Becker, A., Blümling, P. & Müller, W.H.: Rezentes Spannungsfeld in der zentralen Nordschweiz. Nagra Techn. Ber. 84-37: 1-35, 1984 

Wolfgramm, M., Moeck, I., Budach, I.: Analyse des Struktur- und Spannungsfeldes zur Prognose von Bohrungsproduktivitäten . In: bbr, Jg. 65, Sonderheft Geothermie (2014), S. 102-109 

Zu der sehr umfangreichen weiteren Literatur siehe unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank unter 'stress field'.