PDF, 15 MB, Datei ist nicht barrierefrei - Asse II

B IfG 19/2003 Rev. 02
Tragfähigkeitsanalyse des Gesamtsystems der Schachtanlage Asse
in der Betriebsphase
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Nach einer modellierten Standzeit von 1 Million Jahren zeigt sich eine nahezu konstante
Spannungsdifferenz im Salzstock von σ diff < 1 MPa. Die mittlere Rate des Salzaufstieges
beträgt noch ca. 7·10 -5 mm/a. Die Größe dieser Rate ist maßgeblich von den
Modellrandbedingungen, wie z.B. Teufenlage der Salinarbasis sowie Abstand der
Modellränder, abhängig und repräsentiert einen Gleichgewichtszustand im Modell, nicht aber
halokinetische Prozesse.
In den Anlagen 49 bis 51 sind die entsprechenden Bilder der maximalen und minimalen
Hauptspannungen σ 1 und σ 3 , der Vertikal- und Horizontalspannungen σ y und σ x sowie der in
streichender Richtung quer zur Modellebene wirkenden Horizontalspannung σ z (diese ist
beim ebenen Deformationszustand gleichfalls eine Hauptspannung) dargestellt. Infolge der
Dichteunterschiede zwischen Salinar und Deckgebirge setzt ein Salzaufstieg ein (siehe
Anlage 50 unten) und insbesondere die querschlägigen Horizontalspannungen im südlichen
Deckgebirge im Oberen Buntsandstein und Muschelkalk werden infolge des höheren
Seitendruckes im Salinar angehoben (σ x = 10 bis 20 MPa auf σ x = 20 bis 30 MPa). Der
Spannungszustand im Deckgebirge wird deshalb weitreichend bis zu den Modellrändern
verändert. Mit der Erhöhung der Horizontalspannungen im südlichen Deckgebirge im Oberen
Buntsandstein und Muschelkalk kommt es auch zu einer Steigerung der Vertikalspannung in
diesem Bereich (Anlage 50 oben).
Der Muschelkalk verhält sich steif und zieht Spannungen auf sich. Infolge eingetragener
Biegebeanspruchungen, die sich durch das Aufsteigen des Salzes erklären lassen, werden
im Modell (Anlage 50 unten) erhöhte Horizontalspannungen von σ x = 40 bis 50 MPa, diese
entsprechen der maximalen Hauptspannung in Anlage 49 oben, berechnet.
Die untere Abbildung in Anlage 51 zeigt die Spannungsdifferenzen zwischen σ 1 und σ 3 nach
der Ausgleichsrechnung, die bis zu einer Modellzeit von 10 6 Jahren geführt wurde. Die
Spannungsdifferenzen im Sattel liegen zwischen 0 und 2,5 MPa. Im biegesteifen
Muschelkalk werden dagegen Spannungsdifferenzen bis in einen Bereich von 12,5 bis
15 MPa ausgewiesen.
In Anlage 52 wurden für ausgewählte und typische Bereiche des Rechenmodells im
Übergang vom Salinar zum südlichen Deckgebirge (linkes Bild), im nördlichen Bereich des
Salzstockes (mittleres Bild) und im unteren Teil der Südflanke (rechtes Bild) die
Hauptspannungsrichtungen als Hauptspannungskreuze in der Modellebene quer zum Sattel
dargestellt. Die Hauptspannungskreuze liegen jeweils im Elementmittelpunkt des
Modellnetzes und die Richtung von σ max wird mittels der längeren Achse angezeigt. Die
Achsenrichtungen repräsentieren die Hauptspannungstrajektorien und stehen senkrecht
aufeinander.
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