Some Considerations of Research On Stability of Underground Storage Caverns

SUMMARY: This paper presents some considerations of research on the stability of underground storage caverns in rock. At the beginning the author introduces a conception of transformations and distribution of energy in rocks confining the cavern and proposes an approximate equation of conservation of energy which is a fundamental criterion to be followed for studying and controlling the stability of a cavern. Then, relating to a research work of a 40-meter-span cavern in China, this paper discusses some problems concerning the measurements of earth stress in the field, the non-linear finite element analysis and finally, the analytical method used for evaluating the fracture zone of rock mass and so on. At the end of this paper a great deal of numerical analogic computation with finite element method for studying the stability analysis of a cavern with various joint systems in various stress field is Iisted Some significant conclusions for selecting the site and location of a large span cavern as well as for design and construction of the support are given. ZUSAMMENFASSUNG: In der vorliegenden Arbeit handelt es sich um einige Probleme über die Stabilität der unterirdischen Lagerfelshdhle im Felsen. Zuerst führt der Verfasser einen Gedanken der Energieübertragung und Energieverteilung um die Felshöhle ein und dann stellt eine Näherungsgleichung der Energieerhaltung vor, welche als grundliegendes Kriterium für die Untersuchung und Kontrollierung von der Stabilität der Felshöhle gilt. In Verbindung mit einer Untersuchungsarbeit von einer weit gespannten Felshöhle mit 40 Meter Spannweite in China der Verfasser untersucht einige Probleme, welche die Gebirgedruckmessung auf dem Feld, nicht-lineare endliche Elementenanalyse und die analytische Methode des Kriteriums für die Bruchfläche und den Störungsbereich der Felsenmasse und des Gebirgskörpers. Am Ende dieses Beitrags ist eine große Anzahl von numerischen Berechnungen mit der Finite Elementmethode als Parameterstudie zur Standsicherheitsberechnung einer Kaverne mit verschiedenen Trennflächengefügen und Spannungsfeldern aufgeführt. Einige wesentliche Schlüsse für die Standortwahl großer Kavernen aber auch für den Entwurf und die Konstruktion der Sicherungen werden gezogen. RESUME: On présente certaines Considérationsde recherche sur la stabilité des cavernes souterraines de stockage. D’abord, les conceptions de transformation et de répartition de l’énergie dans le massif rocheux 1022 entourant une caverne souterraine sont controduitesl’auteur avance une équation approximative de la conservation de!’energie qui est considérée comme un critérium fondamental suivi pour analyser et contrôler la stabilité d’une caverne souterraine de grande portée de 40 m en Chine, on discute certaines considérations, y compris la mesure in situ de contrainte, l’analyse non-linéaire d’éléments finis, la méthode analytique utilisée pour juger la zone de fracture des massifs rocheux, etc.. Enfin, au moyen de calcul analogique de beaucoup de numéros avec la méthode d’éléments finis de stabilité des massifs rocheux entourant une caverne souterraine avec les systèmes de joints variés dans les champs de contraintes variées, certaines conclusions significatives pour le choix de site et de ligne de caverne souterraine de grande portée ainsi que pour le projet et le construction du support sont données.