Modeling aspects of reliability-based design of lined rock caverns
Tid: Fr 2022-12-02 kl 13.00
Plats: D2, Lindstedtsvägen 5, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/64410297205
Språk: Engelska
Ämnesområde: Byggvetenskap, Jord- och bergmekanik
Respondent: Davi Rodrigues Damasceno , Jord- och bergmekanik
Opponent: Professor Rafael Jimenez, Technical University of Madrid
Handledare: Docent Fredrik Johansson, Jord- och bergmekanik; Docent Johan Spross, Jord- och bergmekanik
QC 221110
Abstract
Lagring av stora mängder vätgas i underjordiska inklädda bergrum (LRC)skulle kunna bidra till en effektiv försörjning av fossilfri energi. Konsekvenserna av läckage i sådana lager kan vara katastrofala, så braberäkningsmodeller behövs för att kunna verifiera att brottsannolikheten i LRC är tillräckligt liten. De tillgängliga beräkningsmodellerna är dock förenklade. Dessutom är beräkningen av små brottsannolikheter utmanande i sig och blir ännu svårare i kombination med representativa numeriska modeller, eftersom sådana modeller kräver långa beräkningstider.
Syftet med denna doktorsavhandling är att utveckla ett sannlikhetsbaserat designverktyg för att uppfylla de säkerhets krav som ställs vid lagring av trycksatt gas i LRC. De specifika forskningsfrågorna är relaterade till modellerandet av bergrummets mekaniska beteende; interaktionen mellan LRC-komponenter; lämpligheten av sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder för LRC-designen; samt effekten av osäkerheter på sannolikheten för brott i LRC-designen.
Resultaten visar att den befintliga analytiska modellen för att modellera bergrummets beteende endast är tillämpbar för idealiserade geologiska förhållanden och geometrier, vilket indikerar att numeriska modeller behövs. Sådana modeller har därför utvecklats för att ta hänsyn tilli nteraktionen mellan LRC-komponenter, vilka beaktar hur öppning av bergssprickor påverkar stålinklädnadens töjning. Den adaptiva riktade viktningssamplingsmetoden (ADIS) har identifierats vara lämplig för att utföra sannolikhetsbaserade analyser med FE-modellerna, eftersom ADIS kan ge tillräckligt exakta uppskattningar av små brottsannolikheter trots få körningar av den numeriska modellen. Brottsannolikhetsberäkningarna har visat sig vara känsliga för främst bergmassans kvalitet och korrelationen mellan geologiska egenskaper.