Schwächezonen

Schwächezonen sind Zonen im Gesteinsverband, in denen die mechanische Festigkeit gegenüber dem umliegenden Gestein deutlich reduziert ist. Sie entstehen durch Frakturierung, Deformation, metamorphe oder hydrothermale Veränderungen sowie durch Verwitterung, und sie können als bevorzugte Pfade der Verformung, des Fluidflusses und der Schadensausbreitung wirken.

Typische Schwächezonen umfassen Bruchzonen, Scherzonen, zonenweise verändertes Gestein infolge hydrothermaler oder metamorpher Umwandlungen sowie Bereiche mit erhöhter Porosität oder Permeabilität. Mechanisch sind sie oft weniger fest, weisen niedrigere Festigkeit, geringere Reibungs- und Zugfestigkeit und oft höhere Porosität oder Permeabilität auf, was sie anfälliger für Deformation und Fluiddurchlässigkeit macht.

Sie lassen sich durch geologische Kartierung, Bohrungen, seismische Messungen, Tomographie, elektrische Widerstandsmessung sowie In-situ-Tests erkennen. Typische Merkmale sind veränderte Mineralogie (Tonmineralien, Serpentinisierung), Mikroschäden und vermehrte Deformationsstrukturen wie Bruch- und Scherlinien.

In der Praxis beeinflussen Schwächezonen die Stabilität von Bauwerken, Tunneln, Bergbau- und Geothermieprojekten, da sie oft als Instabilitätsherde oder Fluide-Wege dienen. Sie steuern außerdem die Verteilung von Spannungen und die Durchlässigkeit von Grundwasser und Reservoiren. Eine sorgfältige Kartierung und Überwachung hilft, Risiken zu mindern und Planungen zu unterstützen.