Ein thermisch-mechanisches Stoffmodell für Steinsalz mit Berücksichtigung von Schädigung, Bruch und Verheilung

Aktuell werden Grubengebäude im Steinsalz für die Endlagerung von schwach- und mittelradioaktiven oder chemotoxischen Abfällen genutzt. Um für diese Grubengebäude Aussagen zur Integrität der Barriere zu machen oder um geotechnische Abdichtungsbauwerke zu bemessen, sind numerische Werkzeuge erforderlich. Am Institut für Grundbau und Bodenmechanik der Technischen Universität Braunschweig ist für Prognoseberechnungen das Stoffmodell TUBSsalt entwickelt worden. Die Formulierung des Stoffmodells erlaubt die Abbildung der wesentlichen Kriechvorgänge sowie der Phänomene Schädigung, Bruch und Verheilung. Ebenso wird der Einfluss der Temperatur auf das mechanische Verhalten berücksichtigt. Die erforderlichen Parameter können anhand von Laborversuchen bestimmt werden. Die Implementierung des Stoffmodells erfolgte in zwei unterschiedlichen numerischen Programmsystemen der Methode der Finiten Elemente und der Methode der Finiten Differenzen. Mit einem einheitlichen Parametersatz für einen Salztyp kann eine gute Übereinstimmung zwischen den berechneten Daten und den Versuchsergebnissen erzielt werden. Um ein vielseitiges und zuverlässiges Werkzeug zur Bemessung von Hohlräumen im Salzgebirge zu erhalten, wird die Validierung des Stoffmodells auch an komplexeren Strukturen fortgesetzt.

A thermal-mechanical constitutive model for rock salt with consideration of damage, failure and healing.
Numerous mine workings in rock salt are used in the present for the disposal of low and intermediate level radioactive waste or chemo-toxic waste. In order to get information about the integrity of the mine workings' barrier or to calculate geotechnical sealing structures, numerical tools are necessary. For this purpose, the constitutive model TUBSsalt was developed at the Institute for Soil Mechanics and Foundation Engineering of the Technische Universität Braunschweig. The constitutive model's formulation enables the simulation of the significant creeping mechanisms as well as damage, failure and healing. The influence of the temperature on the mechanical behavior is also considered. The parameters can be determined by laboratory tests. The implementation of the constitutive model is realized in two different numerical program systems. By using a uniform set of parameters for a type of salt a good match between the calculated data and the measured data can be achieved. In order to get a versatile and reliable tool for the calculation of cavities in rock salt, the validation of the constitutive model will be continued with more complex structures.