Berücksichtigung des mechanischen Schädigungsverhaltens von Salzgestein bei der Berechnung von Infiltrationsrissen im Randbereich von Gasspeicherkavernen

Research output: Thesis › Doctoral thesis

Authors

  • Savaş Yıldırım

Research Organisations

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Details

Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
  • Martin Achmus, Supervisor
Date of Award25 Oct 2019
Place of PublicationHannover
Publication statusPublished - 2019

Abstract

Die Untergrundspeicherung in Salzkavernen ist eine bevorzugte Methode für die Zwischenspeicherung von Gas zur Deckung saisonaler Verbrauchsschwankungen und als Handelsspeicher. Der für einen sicheren Betrieb notwendige Nachweis der Standfestigkeit und Dichtheit des Speichers wird kontinuierlich dem aktuellen Stand der Technik angepasst. Unter anderem findet im Rahmen der Endlagerforschung seit vielen Jahren eine intensive wissenschaftliche Untersuchung mit kontinuierlicher Optimierung der gebirgsmechanischen Modellierung des Stoffverhaltens von Steinsalz statt. Aus der Ausarbeitung der Forschungsergebnisse zu den druckgetriebenen Infiltrationsprozessen in das primär nicht permeable Salzgestein kristallisiert sich zudem heraus, dass während des Gasspeicherbetriebs neben der flächigen Infiltration auch mit der Entstehung von makroskopischen Infiltrationsrissen im kavernenumgebenden Salzgestein zu rechnen ist. Die vorliegende Arbeit befasst sich im Rahmen der theoretischen Modellierung des Verhaltens von Salzkavernen mit der rechnerischen Simulation von makroskopischen Infiltrationsrissen unter Berücksichtigung zusätzlicher mechanischer Schädigungsprozesse im Salzgestein während der Gasspeicherung. Anhand von Variationsberechnungen wird unter Verwendung unterschiedlicher Annahmen im Stoffverhalten des kavernenumgebenden Salzgebirges die Infiltrationsrissausbreitung bewertet. Diskutiert werden die Ergebnisse im Hinblick darauf, inwieweit die im Einzelnen untersuchten mechanischen Stoffmodellansätze bei einer gebirgsmechanischen Untersuchung von Gaskavernen zu berücksichtigen sind oder aus in- genieurmäßiger Sicht vernachlässigt werden können. Für die Abbildung des Materialverhaltens von Steinsalz in numerischen Simulationsberech- nungen werden die im Institut für Geotechnik, Abteilung Unterirdisches Bauen der Leibniz Universität Hannover entwickelten Stoffmodelle Lubby2 und das erweiterte Modell Lubby-CF herangezogen. Als Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist festzuhalten, dass in Bezug auf die Ausbreitung von Infiltrationsrissen bei Gaskavernen Stoffmodellansätze zur Beschreibung des mechanischen Schädigungs- und Verheilungsverhaltens von Steinsalz für eine konservative Bewertung ver- nachlässigt werden können.

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Yıldırım S. Berücksichtigung des mechanischen Schädigungsverhaltens von Salzgestein bei der Berechnung von Infiltrationsrissen im Randbereich von Gasspeicherkavernen. Hannover, 2019. 135 p. (Mitteilungen / Institut für Geotechnik (IGtH), Leibniz Universität Hannover).
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title = "Ber{\"u}cksichtigung des mechanischen Sch{\"a}digungsverhaltens von Salzgestein bei der Berechnung von Infiltrationsrissen im Randbereich von Gasspeicherkavernen",
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author = "Sava{\c s} Yıldırım",
year = "2019",
language = "Deutsch",
series = "Mitteilungen / Institut f{\"u}r Geotechnik (IGtH), Leibniz Universit{\"a}t Hannover",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

}

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TY - BOOK

T1 - Berücksichtigung des mechanischen Schädigungsverhaltens von Salzgestein bei der Berechnung von Infiltrationsrissen im Randbereich von Gasspeicherkavernen

AU - Yıldırım, Savaş

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Die Untergrundspeicherung in Salzkavernen ist eine bevorzugte Methode für die Zwischenspeicherung von Gas zur Deckung saisonaler Verbrauchsschwankungen und als Handelsspeicher. Der für einen sicheren Betrieb notwendige Nachweis der Standfestigkeit und Dichtheit des Speichers wird kontinuierlich dem aktuellen Stand der Technik angepasst. Unter anderem findet im Rahmen der Endlagerforschung seit vielen Jahren eine intensive wissenschaftliche Untersuchung mit kontinuierlicher Optimierung der gebirgsmechanischen Modellierung des Stoffverhaltens von Steinsalz statt. Aus der Ausarbeitung der Forschungsergebnisse zu den druckgetriebenen Infiltrationsprozessen in das primär nicht permeable Salzgestein kristallisiert sich zudem heraus, dass während des Gasspeicherbetriebs neben der flächigen Infiltration auch mit der Entstehung von makroskopischen Infiltrationsrissen im kavernenumgebenden Salzgestein zu rechnen ist. Die vorliegende Arbeit befasst sich im Rahmen der theoretischen Modellierung des Verhaltens von Salzkavernen mit der rechnerischen Simulation von makroskopischen Infiltrationsrissen unter Berücksichtigung zusätzlicher mechanischer Schädigungsprozesse im Salzgestein während der Gasspeicherung. Anhand von Variationsberechnungen wird unter Verwendung unterschiedlicher Annahmen im Stoffverhalten des kavernenumgebenden Salzgebirges die Infiltrationsrissausbreitung bewertet. Diskutiert werden die Ergebnisse im Hinblick darauf, inwieweit die im Einzelnen untersuchten mechanischen Stoffmodellansätze bei einer gebirgsmechanischen Untersuchung von Gaskavernen zu berücksichtigen sind oder aus in- genieurmäßiger Sicht vernachlässigt werden können. Für die Abbildung des Materialverhaltens von Steinsalz in numerischen Simulationsberech- nungen werden die im Institut für Geotechnik, Abteilung Unterirdisches Bauen der Leibniz Universität Hannover entwickelten Stoffmodelle Lubby2 und das erweiterte Modell Lubby-CF herangezogen. Als Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist festzuhalten, dass in Bezug auf die Ausbreitung von Infiltrationsrissen bei Gaskavernen Stoffmodellansätze zur Beschreibung des mechanischen Schädigungs- und Verheilungsverhaltens von Steinsalz für eine konservative Bewertung ver- nachlässigt werden können.

AB - Die Untergrundspeicherung in Salzkavernen ist eine bevorzugte Methode für die Zwischenspeicherung von Gas zur Deckung saisonaler Verbrauchsschwankungen und als Handelsspeicher. Der für einen sicheren Betrieb notwendige Nachweis der Standfestigkeit und Dichtheit des Speichers wird kontinuierlich dem aktuellen Stand der Technik angepasst. Unter anderem findet im Rahmen der Endlagerforschung seit vielen Jahren eine intensive wissenschaftliche Untersuchung mit kontinuierlicher Optimierung der gebirgsmechanischen Modellierung des Stoffverhaltens von Steinsalz statt. Aus der Ausarbeitung der Forschungsergebnisse zu den druckgetriebenen Infiltrationsprozessen in das primär nicht permeable Salzgestein kristallisiert sich zudem heraus, dass während des Gasspeicherbetriebs neben der flächigen Infiltration auch mit der Entstehung von makroskopischen Infiltrationsrissen im kavernenumgebenden Salzgestein zu rechnen ist. Die vorliegende Arbeit befasst sich im Rahmen der theoretischen Modellierung des Verhaltens von Salzkavernen mit der rechnerischen Simulation von makroskopischen Infiltrationsrissen unter Berücksichtigung zusätzlicher mechanischer Schädigungsprozesse im Salzgestein während der Gasspeicherung. Anhand von Variationsberechnungen wird unter Verwendung unterschiedlicher Annahmen im Stoffverhalten des kavernenumgebenden Salzgebirges die Infiltrationsrissausbreitung bewertet. Diskutiert werden die Ergebnisse im Hinblick darauf, inwieweit die im Einzelnen untersuchten mechanischen Stoffmodellansätze bei einer gebirgsmechanischen Untersuchung von Gaskavernen zu berücksichtigen sind oder aus in- genieurmäßiger Sicht vernachlässigt werden können. Für die Abbildung des Materialverhaltens von Steinsalz in numerischen Simulationsberech- nungen werden die im Institut für Geotechnik, Abteilung Unterirdisches Bauen der Leibniz Universität Hannover entwickelten Stoffmodelle Lubby2 und das erweiterte Modell Lubby-CF herangezogen. Als Ergebnis der vorliegenden Arbeit ist festzuhalten, dass in Bezug auf die Ausbreitung von Infiltrationsrissen bei Gaskavernen Stoffmodellansätze zur Beschreibung des mechanischen Schädigungs- und Verheilungsverhaltens von Steinsalz für eine konservative Bewertung ver- nachlässigt werden können.

UR - https://www.researchgate.net/publication/343712400_Berucksichtigung_des_mechanischen_Schadigungsverhaltens_von_Salzgestein_bei_der_Berechnung_von_Infiltrationsrissen_im_Randbereich_von_Gasspeicherkavernen

M3 - Dissertation

T3 - Mitteilungen / Institut für Geotechnik (IGtH), Leibniz Universität Hannover

CY - Hannover

ER -