SUMMARY

In dimensioning deep underground excavations in rock—salt it is of particular importance to find a realistic way to take into account the time dependent deformation behavior of rock—salt. Developing and proving a useful material law requires a sufficient number of laboratory test results as well as in situ measurements. Furthermore an appropriate method of calculations or a computer program is needed to calculate even high complicated boundary value problems. In this work the influence of some numerical and material approximations on the results of creep calculations with the Finite Element Method is presented. As an example the rather simple boundary value problem of a deep borhole is noticable, whereas the chosen variations of the boundary conditions don''t effect the results at all. It is evident that the calculated creep deformations vary with respect to the chosen material model. Therefore the effect of the variation of Poisson''s—ratio in the range of instantaneous deformation and the effect of different 3—D generalisations for the steady—state creep on the overall time dependent behavior is examined.

ZUSAMMENFASSUNG

Flit'' die Bemessung von Bauwerken im Salzgestein ist es von besonderer Wichtigkeit das zeitabhangige Verformungsverhalten des Salzes möglichst realistisch zu erfassen. Hierfuer ist es einerseits erforderlich genuegend zuverlassige Laborversuchsergebnisse and in situ Messungen zu besitzen, um ein brauchbares Stoffgesetz formulieren and testen zu können. Andererseits muß ein geeignetes Rechenverfahren bzw. Rechenprogramm verfuegbar sein, um auch komplizierte Probleme zu Iösen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Einfluesse dargestellt, die die numerischen and stofflichen Naherungen auf die Kriechberechnungen haben kónnen. Hierbei wird das einfache Randwertproblem eines tiefen Bohrloches im homogenen Salzgebirge untersucht. Im Rahmen der numerischen Approximationen ergibt sich ein erheblicher Einfluß der Diskretisierung and des Elementtypes, wahrend die Randbedingungen in den hier gewahlten Variationen das Kriechverhalten kaum verandern. Da die errechneten Kriechverformungen naturgemuet3 stark von der Art des gewhhlten Stoffgesetees abhangen, wird hier besonders der Einfluß verschiedener 3—D Verallgemeinerungen des sekundaren Kriechens sowie der gewahlten Querdehnungszahl des Sofortverformungsbereiches auf das Zeitverformungsverhalten des Bohrloches untersucht.

RESUME

Pour mesurer des constructions dans le mineral de sel it est très important de saisir la reaction de deformation du sel qui est dependant du temps le mieux possible realistement. Pour cela it est necessaire d''une part d''avoir assez de resultats des essais de labora bati pour formuler et tester une loi de matière util-toiret de mesurages du teraine à. D''autre part une bonne methode de calculer respectivement un programme de calculer doit être disponible pour solutionner aussi des problames compliques. Dans le cadre de ce travail ils sont presentes ces influences que les approximations numeriques et materiels avaient sur les calculs de fluage. Pour cela le simple problème d''une trou de mine dans un terrain de sel homogène est examine. Dans le cadre de l''approximation numerique it se montre une influence considerable de la manière d''element pendant que les conditions de bord dans la variation choisi ici modifient à peine l''attitude de fluage. Parce que les deformations de fluage calculees dependent naturellement trop de la manière du loi de matière choisi, l''influence de la nombre de Poisson choisi et encore plusieurs 3—D generalisations de fluage secundaire sur l''attitude de deformation dependent du temps de la trou de mine est examine ici.

1. EINLEITUNG

Das aufgrund der technologischen and nicht zuletzt der politischen Entwicklung immer groBer werdende Beduerfnis PrimMrenergietrMger wie Erdöl and Erdgas oberflachennah zu speichern, hat den Bau von immer größeren and somit effektiveren Kavernen erforderlich gemacht. Dies bedingte dann die Notwendigkeit einer intensiven Erforschung der Mechanik des Salzgesteins. Sehr wesentliche and teilweise ganzlich neuartige Impulse erhielt die Salzmechanikforschung durch die Suche nach einer Möglichkeit zur Endlagerung fuer den seit Jahren produzierten hochgiftigen radioaktiven Muell unserer Gesellschaft. Damit wurde allerdings auch gteichzeitig ein Behr hoher Anspruch an die Ergebnisse and die Zuverlassigkeit der Forschung gestellt. Die Maglichkeit wie bei der Lasung anderer Ingenieurprobleme aus Erfahrungen zu lernen - auch aus negativen - mußte hier ausgeschaltet werden, da man in diesem Zusammenhang negative Erfahrungen eventuell nur einmal machen kann. Die konkreten Aufgaben, die sich bei der Ldsung von Ingenieurproblemen stellen, sind im allgemeinen die folgenden:

  1. Berechnung der Struktur als Randwertproblem unter Verwendung eines geeigneten Rechenverfahrens.

  2. Beschreibung des Materialverhaltens in maglichst realistischer Weise unter Beruecksichtigung der Spannungs- and Verformungsbedingungen, denen das Material in situ ausgesetzt ist and Einfuegen dieser Beziehung in das Rechenverfahren.

  3. Bei dem Problem der Lagerung radioaktiven Muells sind anders als z.B. bei Speicherkavernen noch die Einfluesse aus Temperatur and radioaktiver Bestrahlung in der Materialbeziehung zu beruecksichtigen.

Es ist außerdem zu beachten, daß der zu untersuchende Betriebszeitraum der Kaverne die 1abormaßigen Erfahrungen um ein vielfaches uebersteigt und daher starke Extrapolationen des Erfahrungsbereiches notwendig sind. Die bis vor wenigen Jahren noch ausschließlich verwendeten empirischen oder halbempi -rischen Rechenverfahren erweisen sich wegen der neuen "Dimension" dieser Probleme als vuellig unzureichend.

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