Metodyka badań soli kamiennej w warunkach konwencjonalnego trójosiowego ściskania dla projektowania podziemnych magazynów

Abstract

In many research centres concerning with rock salt utilization for underground storage there is confidence of ability to load resistance with preservation large ductile deformation without failure. Tiaxial tests show that whole range of stress and temperature which are accompanying underground caverns utilization, in three-dimensional stress state exist clear boundary between compressibility and dilatancy domains. The effect from increase irreversible volumetric strain is rapid increase of creep rate with power dependence of stress and approaching a brittle failure as a result of creep. Rock salt deformation properties, defined as dilatancy boundary and creep rate, also depend on small change of temperature, with strength preservation. Paper presents laboratory procedures of triaxial tests, necessary for geomechanical effects analysis in storages surroundings. For selected example, using of research results for stress criterion determined for long-term stability of rock salt is showed up.

W wielu ośrodkach zajmujących się wykorzystaniem złóż soli kamiennej do budowy podziemnych magazynów panuje przekonanie o zdolności soli do przenoszenia znacznych obciążeń z równoczesnym zachowaniem ciągłości, nawet przy dużych odkształceniach. Testy trójosiowego ściskania wykazują, że w całym zakresie naprężeń i temperatur, towarzyszących eksploatacji podziemnych kawern, w przestrzennym stanie naprężenia istnieje wyraźna granica pomiędzy ściśliwością a dylatancyjną zmianą objętości soli. Wynikiem przyrostu nieodwracalnych odkształceń objętościowych jest gwałtowny wzrost prędkości pełzania, potęgowo zależnej od wielkości naprężeń i prowadzący do kruchego zniszczenia. Własności odkształceniowe soli, określone granicą względnego przyrostu objętości i prędkością pełzania zależą także od niewielkich zmian temperatury, przy zachowanej wytrzymałości doraźnej. Na podstawie analizy warunków towarzyszących eksploatacji podziemnego magazynu gazu, w artykule opisano laboratoryjne procedury badawcze w testach trójosiowego ściskania niezbędne do analizy zjawisk geomechanicznych zachodzących w otoczeniu komór magazynowych. Omówiono także na wybranych przykładach wykorzystanie wyników badań do sformułowania naprężeniowego kryterium długotrwałej stateczności górotworu solnego.