Kriech- und Schädigungsprozesse im Salinargebirge bei mono- und multizyklischer Belastung: ein Beitrag zur Weiterentwicklung der Analysemöglichkeiten und der geotechnischen Nachweisführung im Bereich der Salzmechanik mit Anwendung auf Fragestellungen aus dem Salzkavernenbau
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger-Verl.
2012
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Schriftenreihe / Lehrstuhl für Deponietechnik und Geomechanik, Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik, Technische Universität Clausthal
18 |
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG 1
1 AUFGABENSTELLUNG 9
2 SALZMECHANIK - ZUM STAND DER WISSENSCHAFT IN DER
STOFFMODELLENTWICKLUNG 12
2.1 UEBERSICHT 12
2.2 STOFFMODELLE OHNE BERUECKSICHTIGUNG DER GEFUEGESCHAEDIGUNG 14
2.3 STOFFMODELLE MIT BERUECKSICHTIGUNG DER GEFIIGESCHAEDIGUNG 17
2.3.1 UEBERSICHT 17
2.3.2 ELASTISCH-VISKO-PLASTISCHES STOFFMODELL - STOFFMODELL MINKLEY 19
2.3.3 STOFFMODELL GUENTHER/SALZER 2 7
2.3.4 STOFFMODELL M D C F IN DER MODIFIKATION VON DEVRIES 35
2.3.5 STOFFMODELL LUX/WOLTERS 52
2.3.6 VERGLEICH DER STOFFMODELLE 68
3 LABORATIVE UNTERSUCHUNGEN ZUR ERMITTLUNG DER MATERIALKENNWERTE FUER DAS
STOFFMODELL LUX/WOLTERS 82
3.1 LABORVERSUCHE ZUR PARAMETERERMITTLUNG FUER DAS STOFFMODELL LUBBY2 82
3.2 VALIDIERUNG DES STOFFMODELLS LUBBY2 DURCH EXEMPLARISCHE NACHRECHNUNG
EINES
ZWEISTUFIGEN KRIECHVERSUCHES 88
3.3 LABORVERSUCHE ZUR PARAMETERERMITTLUNG FUER DAS STOFFMODELL
LUX/WOLTERS 89
3.4 VALIDIERUNG DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS DURCH DIE EXEMPLARISCHE
RE-ANALYSE
EINES DREISTUFIGEN KRIECHVERSUCHES 96
3.5 BEMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 97
4 STOFFMODELL MODLUBBY2 - MODIFIKATION UND WEITERENTWICKLUNG DES
STOFFMODELLS
LUBBY2 100
4.1 PROBLEMATIK BEI DER RE-ANALYSE VON KAVERNENKONVERGENZEN MIT DEM
STOFFMODELL LUBBY2 100
L
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114
1 1 8
1 1 8
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124
135
135
137
PROBLEMATIK BEI DER RE-ANALYSE VON VIERSTUFIGEN KRIECHVERSUCHEN MIT DEM
STOFFMODELL L U B B Y L
STOFFMODELL MODLUBBY2
MODIFIKATION DES STOFFMODELLS ZUR REALITAETSNAEHEREN MODELLIERUNG DES
STATIONAEREN
KRIECHENS UND BEGRUENDUNG
MODIFIKATION DES STOFFMODELLS ZUR REALITAETSNAEHEREN~MODELLIERUNG DES
TRANSIENTEN
KRIECHENS UND BEGRUENDUNG
ZUR ERMITTLUNG DER NEUEN MATERIALPARAMETER A UND B
VALIDIERUNG DES STOFFMODELLS MODLUBBY2 DURCH DIE EXEMPLARISCHE
RE-ANALYSE
EINES KRIECHVERSUCHES
BEMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
NEUES VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG DER MATERIALPARAMETER FUER DEN
SCHAEDIGUNGSTEIL
DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS
NACHTEILE DES AKTUELLEN VERFAHRENS ZUR PARAMETERERMITTLUNG IM RAHMEN DER
VERSUCHSAUSWERTUNG
OPTIMIERUNG DER PARAMETERERMITTLUNG DURCH RE-ANALYSE UND ANSCHLIESSENDE
PARAMETERKORREKTUR
FORSCHUNGSVORSCHLAG
RE-ANALYSE DER SCHAEDIGUNGSINDUZIERTEN KRIECHVERZERRUNGEN FUER EINEN
VERSUCH
MIT EINER LASTSTUFE IM SCHAEDIGUNGSBEREICH
RE-ANALYSE DER SCHAEDIGUNGSVARIABLEN UND SCHAEDIGUNGSZUSTANDSGROESSEN FUER
EINEN
VERSUCH MIT ZWEI LASTSTUFEN IM SCHAEDIGUNGSBEREICH UND DARAUF AUFBAUENDE
ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG DES VERFAHRENS ZUR KORREKTUR DER
MATERIALPARAMETER
PRINZIPIELLE SKIZZE ZUM ABLAUF DER NEU ENTWICKELTEN PARAMETERKORREKTUR
BZW.
PARAMETERERMITTLUNG
ERMITTLUNG VON REPRAESENTATIVEN HOMOGENBEREICHS- BZW. LOKATIONSPARAMETEM
AUS
EINZELVERSUCHEN - GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN
ABLEITUNG CHARAKTERISTISCHER DIAGRAMME ZUR VISUALISIERUNG DES
MATERIALVERHALTENS IM SCHAEDIGUNGSBEREICH
I I
IMAGE 3
5.5 ZUSAMMENHAENGE UND RUECKWIRKUNGEN BEI DEN
PARAMETERERMITTLUNGSVERFAHREN FUER
DEN SCHAEDIGUNGSFREIEN TEIL DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS (LUBBY2 BZW.
MODLUBBYL) UND DEN SCHAEDIGUNGSTEIL DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS
5.6 BEMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
6 MODIFIZIERUNG DER POTENZIALFUNKTION IM STOFFMODELL LUX/WOLTERS
6.1 UNSTETIGKEIT DER ABLEITUNGEN DER AKTUELLEN POTENZIALFUNKTION IM
STOFFMODELL
LUX/WOLTERS (STAND 2008)
6.2 TESTBERECHNUNGEN MIT EINEM WUERFELFOERMIGEN GESTEINSELEMENT UNTER
EINER
DREIAXIALEN BELASTUNG
6.3 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN ZU DEN ANFORDERUNGEN AN DIE
POTENZIALFUNKTION
UND EINE BEISPIELHAFTE MODIFIKATION
6.3.1 ANFORDERUNGEN
6.3.2 MODIFIKATIONSSCHRITTE
6.4 EIGENE MODIFIKATION DER POTENZIALFUNKTION FUER DAS STOFFMODELL
LUX/WOLTERS MIT
GRUNDSAETZLICHER STETIGKEIT DER ABLEITUNGEN DER NEUEN POTENZIALFUNKTION
6.5 ERMITTLUNG DER MATERIALPARAMETER FUER DIE NEUE POTENZIALFUNKTION
6.6 VALIDIERUNG DER NEUEN POTENZIALFUNKTION DURCH ANALYTISCHE UND
NUMERISCHE
TESTBERECHNUNGEN MIT EINEM WUERFELFOERMIGEN GESTEINSELEMENT UNTER EINER
TC-,
TE- SOWIE DREIAXIALEN BEANSPRUCHUNG
6.7 BEMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
7 STOFFMODELL LUX/WOLTERS (STAND 2012) - MODIFIKATION DES
SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNGS- BZW. VERHEILUNGSTEILS DES STOFFMODELLS
LUX/WOLTERS
(STAND 2006-2008) ZUR WEITERENTWICKLUNG DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS
7.1 IDENTIFIZIERTE DEFIZITE IM VERHEILUNGSTEIL DES STOFFMODELLS
LUX/WOLTERS (STAND
2006-2008)
7.2 MODIFIKATIONEN IM SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNGS- BZW. VERHEILUNGSTEIL DES
STOFFMODELLS LUX/WOLTERS ZUR REDUZIERUNG DER DEFIZITE
7.3 BEMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN
8 NUMERISCHE SIMULATIONEN MIT ANWENDUNG DES STOFFMODELLS LUX/WOLTERS AUF
AUSGEWAEHLTE BEISPIELE AUS DER TRAGWERKSPLANUNG IM SALZKAVERNENBAU
I I I
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180
180
184
198
200
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8.1
NUMERISCHE SIMULATIONEN MIT DEM STOFFMODELL LUBBY2 UND DEM
STOFFMODELLTEIL
MODLUBBYL AUS DEM STOFFMODELL LUX/WOLTERS (2012) BEI ANSATZ EINES
SCHAEDIGUNGSFREIEN MATERIALVERHALTENS 200
8.1.1 GRUNDLAGENUNTERSUCHUNGEN ZUM EINFLUSS DES TRANSIENTEN KRIECHENS A
U F DIE
GEBIRGSBEANSPRUCHUNG IN DER UMGEBUNG VON ERDGASSPEICHERKAVERNEN BEI
EINER
SAISONAL ORIENTIERTEN FAHRWEISE (MONOZYKLISCHE BELASTUNG) 200
8.1.2 GRUNDLEGENDE UNTERSUCHUNGEN ZUM TRAGVERHALTEN VON EXEMPLARISCH
AUSGEWAEHLTEN SAISONALSPEICHERKAVERNEN UNTER MEHRJAEHRIGEN ZYKLISCHEN
BELASTUNGEN 219
8.1.2.1 BERECHNUNGSMODELLE UND BELASTUNGSGROESSEN 219
8.1.2.2 VERGLEICH DER RECHNERISCHEN SIMULATIONEN MIT DEM STOFFMODELL
LITBBY2 UND MIT
DEM STOFFMODELLTEIL MODLUBBY2 AUS DEM STOFFMODELL LUX/WOLTERS (2012) 225
8.1.2.3 VERGLEICH VON ERGEBNISSEN AUS RECHNERISCHEN SIMULATIONEN MIT DEM
STOFFMODELL
MODLUBBY2 BEI VARIATION DER MATERIALPARAMETER A UND B 229
8.1.2.4 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER DECKGEBIRGSWICHTE 233
8.1.2.5 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER STEINSALZTEMPERATUR 235
8.1.2.6 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES EINER 2D- BZW. 3D-ABSTRAKTION DES
GEBIRGES MIT
KAVERNE 236
8.2 NUMERISCHE SIMULATIONEN MIT DEM STOFFMODELL LUX/WOLTERS MIT
SCHAEDIGUNGSAUSBILDUNG UND MIT SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNG 241
8.2.1 VORBEMERKUNG 241
8.2.2 BERECHNUNGSMODELL UND ABLEITUNG VON MATERIALKENNWERTEN ZUR
PHYSIKALISCHEN
MODELLIERUNG DES SCHAEDIGUNGSVERHALTENS 242
8.2.3 ANWENDUNG DER ALS REPRAESENTATIV FESTGELEGTEN LOKATIONSPARAMETER A
U F DEN
SONDERLASTFALL P, = 0 MPA ( BLOW OUT) MIT SIMULATION DES
KONTURSCHAEDIGUNGS- UND
KONTURBRUCHPROZESSES BEI EINER SPEICHERKAVERNE 254
8.2.3.1 GRUNDLEGENDE SIMULATIONEN MIT DEN PARAMETERSAETZEN NACH TABELLE
8.4 254
8.2.3.2 SIMULATIONSLAUF MIT THERMISCH-MECHANISCHER KOPPLUNG 259
8.2.3.3 SIMULATIONSLAUF MIT DEM STOFFMODELL LUBBY2 (KEINE SCHAEDIGUNG)
263
8.2.3.4 SIMULATIONSLAUF MIT EINER KUGELFOERMIGEN KAVERNE 266
I V
IMAGE 5
8.2.3.5 SIMULATIONSLAUF MIT EINEM MODIFIZIERTEN KRITERIUM FUER DEN
KONTURBRUCH 268
8.2.3.6 SIMULATIONEN MIT EINER ERWEITERTEN BELASTUNGSGESCHICHTE
(STABILISIERUNG DES
TRAGSYSTEMS NACH DEM BLOW OUT DURCH INJEKTION VON SOLE) 271
8.2.4 NUMERISCHE SIMULATIONEN ZUR SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNG MIT ANWENDUNG
DES
FRUEHEREN UND DES MODIFIZIERTEN SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNGSANSATZES IM
STOFFMODELL
LUX/WOLTERS (STAND 2012) 280
8.2.4.1 VORBEMERKUNG 280
8.2.4.2 ABLEITUNG VON MATERIALKENNWERTEN ZUR PHYSIKALISCHEN MODELLIERUNG
DES
SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNGSVERHALTENS 281
8.2.4.3 ANWENDUNG DER ALS REPRAESENTATIV FESTGELEGTEN LOKATIONSPARAMETER
BEI DER
SIMULATION EINES MULTIZYKLISCHEN BETRIEBES EINER ERDGASSPEICHERKAVERNE
ZUM
VERGLEICH DES FRUEHEREN UND DES MODIFIZIERTEN
SCHAEDIGUNGSRUECKBILDUNGSANSATZES
FUER DAS STOFFMODELL LUX/WOLTERS (STAND 2012) 284
8.3 ANMERKUNGEN UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 290
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 295
LITERATURVERZEICHNIS 300
V
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