Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геомеханическое обоснование размещения в подземном пространстве хранилищ радиоактивных отходов

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование размещения в подземном пространстве хранилищ радиоактивных отходов"

На правах рукописй

КАРАСЕВ Максим Анатольевич /У

/

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ В ПОДЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ХРАНИЛИЩ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Специальность 25.00.20 -

Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Протосеня Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Господариков Александр Петрович,

кандидат технических наук

Козин Евгений Германович

Ведущее предприятие - ООО «ВНИМИ».

Защита диссертации состоится 13 июня 2006 г. в 17 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).

Автореферат разослан 12 мая 2006 г.

Ученый секретарь /Л/} Ыщ/^----

диссертационного совета (у.*^

д.т.н., профессор Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

¡гт

Актуальность работы. Производство атомной энергии является одним из основных направлений развития мировой энергетики в настоящее время. Однако результатом работы ядерной энергетики является образование радиоактивных отходов (РАО). В основном, это связано с деятельностью атомных электростанций (АЭС), предприятий по добыче и переработке урановых руд, морского и гражданского атомных флотов. В настоящее время в нашей стране скопилось значительное количество радиоактивных отходов. Особенно неблагоприятная ситуация сложилась в СевероЗападном регионе России. Приповерхностные хранилища РАО Сосновоборской АЭС исчерпали свои ресурсы. Кроме того, приповерхностные хранилища не могут полностью гарантировать радиоэкологическую безопасность их эксплуатации. Весьма тяжелая ситуация со складированием РАО существует также и на Кольском полуострове.

Изоляция радиоактивных отходов является важной и насущной проблемой для стран, которые используют атомную энергию. Исследователи со всего мира сошлись во мнении, что использование подземного пространства является наилучшим выбором для долговременного хранения РАО.

Выбор месторасположения площадки для захоронения РАО и обоснование конструкции подземного хранилища являются важнейшей составляющей безопасного хранения РАО.

США, Бельгия, Канада, Китай, Финляндия, Франция, Германия, Япония, Россия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания инвестируют значительные средства в программы обращения с радиоактивными отходами.

Общий подход к созданию потенциального подземного хранилища заключается в выборе площадки, пригодной для захоронения РАО, геологической оценке, разработке схемы подземного хранилища, выбора типа контейнера для хранения РАО и других изолирующих материалов, системы транспортировки РАО до потенциального хранилища.

В качестве геологических формаций для размещения подземных хранилищ РАО в России и за рубежом применяются мощные слабопроницаемые массивы глин, каменной соли, гранита и прочих пород кристаллического типа.

, РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

3 БИБЛИОТЕКА

С.-Петербург

ОЭ

Проблемы создания атомных подземных станций и подземных хранилищ РАО рассматривались в работах Кедровского O.JI., Конухина В.П., Котенко Е.А., Кулагина Н.И., Мельникова H.H., Петрова Э.Л., Протосени А.Г., Шищица И.Ю., Якушева М.Ф. и других.

Большой вклад в разработку методов расчета нагрузок на крепь и исследования процессов деформирования грунтовых массивов вокруг подземных сооружений внесли Айвазов Ю.Н., Баклашов И.В., Безродный К.П., Булычев Н.С., Ваучский Н.И., Голицинский Д.М., Картозия Б.А., Ковалев О.В., Меркин В.Е., Фотиева H.H., Фролов Ю.С., Черников А.К. и другие.

Изучению теплофизических процессов в горных выработках и теплофизических свойств горных пород занимались Богуславский Э.И., Гендлер С.Г., Дмитриев А.П., Дядькин Ю.Д., Кремнев O.A., Щербань А.Н., Шувалов Ю.В. и другие.

Вместе с тем, в настоящее время не изучены свойства глин при воздействии на них радиации и температуры, слабо исследованы теплофизические и геомеханические процессы вокруг подземных сооружений хранилищ, не разработаны методы расчета геостатической и нестационарной тепловой нагрузок на крепь выработок с учетом технологии их строительства и недостаточно обоснованы компоновочные решения подземных хранилищ РАО и параметров их крепи в синих глинах.

Цель диссертационной работы. Создать надежное с позиций механики подземных сооружений хранилище РАО в глинистых формациях.

Идея работы. Обеспечение радиоэкологической безопасности и решение проблемы захоронения радиоактивных отходов путем создания в подземном пространстве искусственных сооружений для изоляции и нераспространения РАО, компоновка и конструктивные размеры которых определяются на основании учета теплового воздействия, радиации и совместного термомеханического расчета взаимовлияющих конструкций.

Основные задачи исследования;

- оценка физико-механических свойств глин и анализ влияния радиации и повышенной температуры на эти свойства;

- разработка геомеханической модели взаимодействия системы

4

"крепь-массив" и выявление закономерности распределения напряжения вокруг камер РАО;

- разработка методики расчёта нагрузки на крепь и расчёта крепи с учетом геологических и технологических особенностей применительно к подземным хранилищам, размещенным в синих глинах;

- горно-геологическое обоснование схемы компоновочного решения подземного хранилища РАО применительно к синим глинам.

Методы исследований. Оценка физико-механических свойств глины по данным лабораторных исследований; математическое моделирование процессов переноса тепла от РАО в грунтовый массив; анализ напряженно-деформированного состояния системы "крепь-массив" методом конечных элементов; сравнительный анализ натурных и расчетных нагрузок на крепь.

Научная новизна работы:

- выявлена взаимосвязь изменения температуры вокруг хранилища РАО, наличие участков возрастания и убывания температуры во времени, в зависимости от расстояния между взаимовлияющими тоннелями и величины тепловыделения, что позволяет оптимизировать параметры сети расположения выработок подземного хранилища РАО;

- установлен эффект уменьшения неравномерных нагрузок на обделку подземного сооружения для захоронения РАО с течением времени, имеющих эллиптический характер распределения при геостатической нагрузке и выравнивающихся до равномерного их распределения по окружности за счет температурного воздействия, что создает более благоприятные условия для работы обделки.

Защищаемые научные положения:

- геомеханическая модель взаимодействия обделок подземных сооружений с грунтовым массивом должна учитывать нестационарное тепловое воздействие от РАО, а также влияние радиации, теплового расширения и структурного ослабления на прочностные и деформационные характеристики пород и материала крепи;

- расчет нагрузок на крепь камеры РАО необходимо выполнять по методике, основанной на учете температурного и радиоактивного воздействия, совместного влияния тоннелей друг на друга и технологии возведения обделок;

- предложенные конструкции подземного хранилища спирального и панельного типа позволяют обеспечить высокий уровень технологичности при его строительстве и безопасность при эксплуатации, параметры выработок должны обосновываться на основании моделирования процессов теплопереноса от РАО в породный массив, а конструкция крепи на основании термопрочностного расчета.

Практическая значимость работы:

- разработана методика расчета нагрузок на обделки одиночных и взаимовлияющих подземных сооружений хранилищ радиоактивных отходов в глинистых формациях;

- разработаны компоновочные решения и обоснованы параметры подземных хранилищ радиоактивных отходов спирального и панельного типа в синих глинах Юго-Западной части Ленинградской области. На подземное хранилище спирального типа получен патент РФ (№2265904 от 28.06.2004 г.)

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: обеспечивается натурными исследованиями работы обделки крепи перегонных тоннелей, использованием современных методов геомеханики, численного моделирования, достаточной сходимостью величин расчетных нагрузок с натурными данными.

Апробация диссертации. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов в 2003-2005 (СПГТИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова, Санкт-Петербург); международной конференции "Проблемы подземного строительства в XXI веке" (Тульский государственный университет, Тула, 2003); конференции молодых ученых в Краковской горно-металлургической академии (2004); на заседаниях кафедры Строительство горных предприятий и подземных сооружений СПГТИ (ТУ) и получили одобрение.

Личный вклад автора заключается:

- в разработке геомеханической модели взаимодействия обделки подземных сооружений хранилища РАО с грунтовым массивом; решении задачи теплопереноса тепла от контейнеров РАО в грунтовый массив;

- в проведение численного моделирования процессов деформирования массива вокруг хранилища РАО;

- в обосновании параметров крепи камер РАО;

- в разработке компоновочных решений хранилищ РАО.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ в вузовских и межвузовских сборниках научных трудов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа

изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, введение и заключение, список использованной литературы из 125 наименований, 63 рисунков, 10 таблиц и 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 диссертационной работы приведены общие сведения и классификация РАО и требования к геологическим формациям для размещения подземных хранилищ РАО. Отражены геологические особенности возможного района строительства. Рассмотрены существующие конструктивные решения подземных хранилищ для глинистых формаций, произведен анализ методов расчета напряженно-деформированного состояния вокруг выработок. Сформулированы цели и задачи исследований. В главе 2 приведено описание принятого метода оценки напряженно-деформированного состояния системы "крепь-массив", с учетом нестационарного распределения температуры вокруг подземного хранилища РАО и теплового расширения грунтового массива и материала крепи. Приведены физико-механические свойства грунтового массива и материала крепи, дана оценка степени влияния температуры и радиации на эти свойства. В главе 3 сформулированы требования к расчету, осуществлена постановка задачи нестационарного теплопереноса и термомеханической задачи. Представлены результаты расчетов

распределения тепла вокруг хранилища РАО во времени, произведена оценка влияния, тепловыделения от РАО и компоновки камер РАО, на температурный режим. Получены результаты изменения величины и характера нагрузки на крепь во времени. В главе 4 приведены основополагающие принципы экологической безопасности и надежной изоляции РАО. Обоснованы компоновочные решения подземного хранилища РАО спирального и панельного типа. Представлены результаты натурных исследований нагрузки на крепь выработок и выполнено сравнение расчетных значений радиальной нагрузки с натурными данными. Произведено обоснование параметры крепи камер РАО.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Геомеханическая модель взаимодействия обделок подземных сооружений с грунтовым массивом должна учитывать нестационарное тепловое воздействие от РАО, а также влияние радиации, теплового расширения и структурного ослабления на прочностные и деформационные характеристики пород и материала крепи.

Захораниваемые отходы, инженерные барьеры и окружающий их массив горных пород являются единой системой, обеспечивающей надежность изоляции РАО. Тепловое и радиационное воздействие, могут привести к изменению первоначальных характеристик пород и материалов инженерных барьеров, ухудшить их показатели.

Как показывают испытания горных пород и грунтов, температура в значительной степени изменяет их физико-механические свойства. Так при повышении температуры глины до 75-80 °С происходят нежелательные изменения ее свойств. Поэтому поддержание необходимого температурного режима очень важно.

Задача теплопереноса рассматривалась в следующей постановке. Конструкция хранилища в разрезе образует пять параллельно расположенных выработок со следующими граничными условиями. Среднегодовая температура поверхности земли равна 5 °С, и изменяется на 0.02 °С на метр с глубиной. Вертикальные граничные условия моделируются, как

адиабатические плоскости симметрии. Тепловой поток, возникающий вследствие радиоактивного излучения, приложен как граничное условие к внутренней части металлического контейнера. Это предполагает идеальный теплоперенос тепла от РАО к стенкам контейнера, то есть наихудший случай с точки зрения величины температуры. Предполагается, что все пространство между контейнерами РАО и крепью камеры заполнены изолирующим материалом. В данном расчете основным механизмом теплопереноса является теплопроводность, а конвекция и излучение не учитываются. Рассматривались модели с расстоянием между камерами 10-50 м.

Величины температур на внешнем контуре крепи и внешнем контуре контейнера являются наиболее важными расчетными величинами, которые определяют наибольшую величину температуры грунтового массива и материала использующегося в качестве буфера между контейнером РАО и крепью выработки. Предельные величины температурной нагрузки на элементы системы изоляции должны быть определены на основании предварительных исследований.

Анализ результатов расчетов показывает, что наибольшая величина температуры достигается на внешнем контуре контейнера (рис. 1). За счет применения изолирующих материалов, достигается значительное поглощение тепла. При прохождении через изолирующий слой температура на внешнем контуре крепи падает на 33-81% от температуры контейнера. Основной параметр, который влияет на величину температуры на внешнем контуре крепи, это теплофизические свойства буферного материала и расстояние между камерами РАО. При данной компоновке камер хранилища РАО, наибольшая величина температуры в основном достигается после 10-50 лет хранения РАО. Воздействие тепловыделения РАО, на окружающий подземное хранилище РАО массив, начинает оказывать влияние через 0.5 - 1.5 лет.

Как показали результаты моделирования, наибольшая тепловая нагрузка приходится на камеру, которая расположена в центре хранилища РАО. Величина тепловой нагрузки тем больше, чем меньше расстояние между камерами РАО. Увеличение температуры массива продолжается на протяжении всех 400

рассматриваемых лет. Температура между камерами выравнивается. Изменение величины температуры от расстояния между

Продолжительность хранения РАО, лет

Расстояние,м

Рис. 1. Характер изменения температуры вокруг подземного хранилища в процессе

хранения радиоактивных отходов (расстояние между камерами 30 м) нелинейный характер (рис. 2). Начиная с 35 м температура контейнера уже практически не уменьшается. То есть минимальная температура контейнера при данном тепловыделении РАО не понизится ниже 109 °С. Требования к максимально допустимой

температуре глинистых формаций начинает выполняться с момента когда расстояние между камерами РАО 25 м и более. В данном диапазоне максимальная температура изолирующего материла достигает 120 °С. С увеличением расстояние между камерами РАО, увеличивается разницу между максимальной температурой на

Расстояние между камерами РАО, и

Рис. 2. Обобщенная зависимость температуры на внешнем контуре крепи и контейнера от расстояния между камерами РАО Для того чтобы оценить степень влияния тепловыделения РАО на температурный режим вокруг хранилища РАО, величина теплового потока менялась в диапазоне 0.5-1.5 по отношению к исходным данным. Результаты расчетов показали, что зависимость изменения температуры от теплового потока, как на внешнем контуре контейнера, так и на внешнем контуре крепи носит линейный характер, и с уменьшением величин теплового потока эти две кривые имеют тенденцию сближаться и наоборот с увеличением теплового потока разница между температурой на внешнем контуре обделке и внешнем контуре крепи увеличивается.

Полученные результаты распределения температуры вокруг подземного хранилища РАО использованы при решении термопрочностной задачи и нахождения нагрузки на крепь.

Изменение физико-механических свойств материала крепи и грунтового массива под действием температуры и радиации,

сказывается на уменьшение модуля упругости бетона и модуля деформации глины, а также на их прочностных характеристиках.

Сравнение параметров прочности и деформационной способности облученных синих глин (по данным проф. Дашко Р.Э) с синими глинами Санкт-Петербургского региона, можно наблюдать отчетливое снижение модуля общей деформации от 2 до 7 раз и сцепления с 0,075-0,117 МПа до 0,0019-0,075 МПа. Ряд исследователей (Hicher, Despax, Robinet) отмечают уменьшение прочностных свойств глины под воздействием температуры (в диапазоне до 100 °С) в 1.5-2 раза. Уменьшение прочности бетона при 60 — 120°С составляет 22—30%. Прочностные характеристики облученного бетона могут снизиться до 2.8 раз (В.Б. Дубровский).

2. Расчет нагрузок на крепь камеры РАО необходимо выполнять по методике, основанной на учете температурного и радиоактивного воздействия, совместного влияния тоннелей друг на друга и технологии возведения обделок.

Для оценки влияния процессов, связанных с хранением РАО в подземном хранилище (температурное расширение, изменение свойств грунтового массива и материала крепи под действием радиации и температуры) на величину радиальной нагрузки и напряжений возникающих в крепи камеры РАО, были рассмотрены ряд моделей, анализ которых проводился методом конечных элементов. Грунтовый массив заменен плоскостью с ограниченными размерами. По нижней границе запрещены перемещения по двум направлениям X и Y. По боковым контурам запрещены перемещения по горизонтальной оси X. Поверхность грунтового массива остается свободно деформируемой. Выработки представляют собой круглые отверстия. В каждое отверстие вставлено упругое кольцо, моделирующее работу обделки с грунтовым массивом. Диаметр выработки (камеры РАО) равен 5.6 м. В процессе решения менялись следующие параметры: расстояние между камерами РАО, толщина крепи и тепловая нагрузка на грунтовый массив и крепь. При моделировании учитывалась технология проведения камер РАО, изменение свойств материала крепи и массива, воздействие температурной нагрузки.

Расчеты показали, что радиальная нагрузка в своде и боках

камеры РАО увеличивается под действием температурного расширения, причем скорость возрастания нагрузки в боках камеры РАО выше, чем в своде (рис. 3). Под действием горного давления соотношение радиальной нагрузки в своде с нагрузкой в боках камеры РАО составляет 1.55-1.7. Через год это соотношение

1 - нагрузка на креп» от геостатики, кПа

2 - нагрузка на крепь после 1 года хранения РАО, кПа

3 - нагрузка на крепь после 30 лет хранения РАО, кПа

90

1 - тангенциальные напряжения от геостатики, МПа

2 • тангенциальные напряжения после 1 годахранеми РАО, МПа

3 - тангенциальные напряжения после 30 лет хранения РАО, МПа

Рис. 3. Радиальная нагрузка и тангенциальные напряжения от горного давления и температуры

изменяется, и становиться равным 1.2-1.3. Через 30 лет нагрузка по контуру крепи выравнивается. Соотношение между нагрузкой в своде и в боку можно считать равным 1 и остается таким в промежутке 30-100 лет.

После проведения горных выработок и установки крепи, эпюра тангенциальных напряжений на внутреннем контуре крепи представляет собой эллипс, вытянутый в горизонтальном направлении. Соотношение между напряжениями на внутреннем контуре крепи в боках и в своде равно 2.05-2.2. Изменение температурного режима вокруг хранилища ведет к выравниванию величины тангенциальных напряжений на внутреннем контуре крепи камеры РАО. Через 30 лет распределение тангенциальных напряжений по контуру крепи принимает равномерный характер.

Взаимное расположение камер РАО в значительной степени сказывается на величине радиальной нагрузки (рис. 4). С изменением расстояния между камерами РАО с 10 до 50 м, величина нагрузки в своде уменьшается на 44% для центральной камеры РАО, на 39% во второй камере, и на 28% в крайней камере. Величина нагрузки в боках, для тех же условий, уменьшается на 54%, 40%, 36% соответственно для центральной, второй и третьей камер.

Уменьшение величины нагрузки с увеличением расстояния между камерами РАО в большей степени связано с изменением температурного режима вокруг подземного хранилища и в меньшей со сближением их относительно друг друга.

Увеличение радиальной нагрузки под действием температуры может достигать двукратного значения. Исходя из данных, полученных в тепловом расчете, наиболее вероятное увеличение нагрузки на крепь камеры РАО составит 100 кПа в своде, и 160 кПа в боках.

Максимум величины тангенциальных напряжений, можно связать с температурной нагрузкой вокруг подземного хранилища. Максимальные напряжения в боках камеры РАО соответствуют максимальной тепловой нагрузке крепи, так как в основном вызваны эффектом температурного расширения. В своде камеры РАО тангенциальные напряжения продолжают расти, так как помимо

температурного расширения материала крепи они в такой же степени подвергаются дополнительной нагрузке от грунтового массива, которая в свою очередь вызвана деформациями массива вследствие теплового расширения.

Расстояние между камерами РАО, м Рис. 4 Изменение радиальной нагрузки на крепь камер РАО от расстояния между ними

Уменьшение толщины крепи, при прочих равных условиях, ведет к увеличению напряжений в ней. Результаты моделирования показывают (рис. 5), что при совместном действии температуры и горного давления наблюдается схожая картина, но величина тангенциальных напряжений возрастает тем быстрее, чем меньше толщина крепи. При толщине крепи 350 мм величина тангенциальных напряжений увеличивается на 25-27%, а при толщине 150 мм на 35-38%, что составляет разницу всего в 10%. За исключением этого, изменение толщины крепи не оказывает влияния на характер формирования нагрузки на крепь и характер изменения тангенциальных напряжений во времени.

Результаты термопрочностного расчета совместно с результатами расчета теплопереноса использованы при обосновании

параметров крепи камер подземного хранилища РАО и расположения камер относительно друг друга.

Продолжительность хранения, лет Рис. 5 Изменение тангенциальных напряжений на внутреннем контуре крепи камер РАО от ее толщины

3. Предложенные конструкции подземного хранилища спирального и панельного типа позволяют обеспечить высокий уровень технологичности при его строительстве и безопасность при эксплуатации, параметры выработок должны обосновываться на основании моделирования процессов теплопереноса от РАО в породный массив, а конструкция крепи на основании термопрочностного расчета.

Для того чтобы обосновать достоверность результатов, полученных в результате моделирования, проведено сравнение этих результатов с натурными данными. На рис. 6 приведены величина, и характер распределения радиальной нагрузки, действующей на крепь перегонного тоннеля метрополитена (натурные исследования), и радиальная нагрузка, которая действует на крепь камеры РАО (без учета температуры и радиации).

9С

Рис. 6 Сравнение расчетной радиальной нагрузки от горного давления с натурными измерениями: тш^тт нагрузка на крепь, полученная расчетным способом, __ _ нагрузка на крепь по данным натурных исследований

Оценка достоверности результатов, полученных с учетом совместного действия горного давления и температурного фактора затруднительна, так как отсутствуют экспериментальные данные формирования нагрузки на крепь для данного типа сооружения. Поэтому оценка достоверности результатов от совместного действия горного давления и температуры проведена на основании сравнения с аналогичным сооружением. Подземная атомная станция принята в качестве аналога, так как факторы, влияющие на формирование нагрузки на ее конструкции и конструкции подземного хранилища РАО схожи. По данным Е.А. Котенко, было установлено, что дополнительные напряжения за счет воздействия повышенной температуры в данном случае составляют 50 - 115% от общих напряжений, зависящих и от величины горного давления. Под действием температуры, отмечено снижение несущей способности горных пород, а также появление температурных напряжений сжатия.

Результаты, полученные расчетным путем, показывают, что тангенциальные напряжения возрастают на 45 - 82% на внутреннем контуре крепи в боках камеры РАО в зависимости от расположения камер РАО относительно друг друга, а также толщины крепи. Дополнительные напряжения, полученные в результате температурного воздействия, также как и по данным натурных исследований являются сжимающими и имеется их согласование.

Предлагаемая схема компоновочного решения представляет собой спираль, выполненную в виде эллипса (рис. 7). Доступ к подземному хранилищу РАО обеспечивается через два вертикальных ствола 1,2. Транспортный тоннель 4 обеспечивает связь между вертикальными стволами. Проведение тоннеля осуществляется одним механизированным щитом. В дальнейшем проходческий щит используется для проведения спиральных тоннелей. Так как данный тоннель не является замкнутым, появляется возможность проведения всего комплекса спиральных тоннелей без дополнительного монтажа/демонтажа проходческого оборудования. Технологическое обслуживание оборудования проводиться в специальных камерах. Они располагаются на пути следования тоннеля, каждые полспирали. В свою очередь эти камеры соединяются поперечным тоннелем и вся эта система называется транспортно-развязочным узлом 7. Транспортно-развязочные тоннели 5 служат для обеспечения дополнительной связи транспортного тоннеля со спиральными тоннелями, более эффективной схемы проветривания подземного хранилища РАО, а также удобства при размещении контейнеров РАО в камеры. Сервисный ствол 3 может быть построен как в процессе строительства подземного хранилища, так и по окончанию строительства и используется только во время эксплуатации подземного сооружения.

- | Эксплуатационный ствол;

Рис. 7 Конструкция подземного хранилища радиоактивных отходов со спиралевидной компоновкой выработок

Расстояние между камерами РАО принимается на основании теплового расчета, выбор конструкции крепи исходя из величины

2 - Вентиляционный ствол;

3 - Сервисный ствол;

4 - Транспортный тоннель,

5 - Транспортно развязочные тоннели;

6 - Тоннели для размещения радиоактивных отходов (камеры РАО);

7 - Транспортно-развязочный узел

горного давления и тепловой нагрузки на крепь. Количество параллельно расположенных камер РАО, определяется объемом радиоактивных отходов, которые необходимо изолировать в данном подземном хранилище. Допустимое расстояние между камерами РАО по данным теплового расчета 25 и более метров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой содержится решение актуальной для подземного строительства задачи геомеханического обоснования размещения в подземном пространстве хранилищ РАО, а также метода расчета нагрузок на крепь выработок и напряженно-деформированного состояния их конструктивных элементов, имеющих важное народно-хозяйственное значение.

Результаты выполненных исследований:

1. Разработана геомеханическая модель взаимодействия обделок подземных сооружений с грунтовым массивом, которая учитывает нестационарное тепловое воздействие от РАО, а также влияние радиации, теплового расширения и структурного ослабления на прочностные и деформационные характеристики пород и материала крепи.

2. Выявлена взаимосвязь изменения температуры вокруг хранилища РАО в зависимости от расстояния между взаимовлияющими тоннелями и величинами тепловыделения, что позволяет оптимизировать параметры сети расположения выработок подземного хранилища РАО

3. Разработан метод расчета нагрузок на крепь камер подземного хранилища РАО, основанный на учете температурного и радиоактивного воздействия, совместного влияния тоннелей друг на друга и технологии возведения обделок.

4. Выявлен характер распределения радиальной нагрузки на крепь камер подземного хранилища. Установлен эффект уменьшения неравномерных нагрузок на обделку подземного сооружения для захоронения РАО с течением времени, от эллиптического характера распределения при геостатической нагрузке и выравнивающихся до равномерного их распределения по окружности за счет температурного воздействия, что создает более

благоприятные условия для работы обделки.

5. Выполнено сопоставление натурных и расчетных нагрузок на сооружения подземного хранилища РАО при воздействии горного давления и температуры и установлено их согласие.

6. Предложены компоновочные решения подземного хранилища спирального и панельного типов для синих глин Юго-Западной части Ленинградской области, приведены схемы с расположением главных и вспомогательных выработок. Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров крепи камер РАО. Получен патент РФ на подземное хранилище спирального типа.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Протосеня А.Г. Горно-геологическое обоснование схемы компоновочных решений по сооружению подземных хранилищ и могильников в геологических формациях Северо-Западного региона. /Протосеня А.Г., М.А. Карасев // "Проблемы подземного строительства в 21 веке". Тула: ТГУ, 2003, - с. 221-223.

2. Карасев М.А. Напряженно-деформированное состояние системы крепь-массив вокруг камер РАО // Записки горного института. "Современные проблемы геомеханики, геотехнологии, маркшейдерского дела и геодезии". СПб.: СПГГИ, 2004, т. 156, - с. 60-63.

3. Карасев М.А. Влияние температуры на напряженно-деформированное состояние системы "крепь-массив" // Записки горного института. "Полезные ископаемы России и их освоение". СПб.: СПГГИ, 2005, т. 159, часть 1, - с. 80-83.

4. Карасев М.А. Оценка температурных полей вокруг подземного хранилища радиоактивных отходов (РАО). / М.А. Карасев, А.Г. Протосеня // Народное хозяйство республики Коми. Воркута, 2005, № 1, - с. 69-74.

5. Протосеня А.Г. Обоснование конструкции подземного хранилища РАО в синих кембрийских глинах. / А.Г. Протосеня , М.А. Карасев // Труды IX Международной конференции "Экология и развитие общества". СПб, 2005, - с. 249-254.

РИЦ СПГТИ. 03.05.2006. 3.172. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

//m

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Карасев, Максим Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Общие сведения и классификация РАО.

1.2. Геологические особенности района строительства подземного хранилища РАО.

1.3. Анализ конструкций подземных хранилищ расположенных в глинистых формациях.

1.4. Анализ методов расчета напряженно-деформированного состояния вокруг тоннелей.

1.5. Задачи и методика исследований и обоснование возможности размещения подземного хранилища РАО в глинистых формациях.

ГЛАВА 2. Разработка геомеханической модели системы "крепь-массив" и описание прочностных и деформационных свойств материалов крепи и горной породы.

2.1. Этапы разработки методики расчета нагрузки на крепь и обоснования параметров конструкции подземного хранилища РАО.

2.2. Описание принятого метода оценки НДС. Метод конечных элементов.

2.2.1. Метод конечных элементов для упругих материалов.

2.2.2. Метода конечных элементов для нелинейных материалов.

2.2.3. Задачи стационарного и нестационарного теплопереноса.

2.2.4. Температурное расширение и температурные напряжения. к 2.3. Комплексная оценка физико-механических свойств кембрийских глин.

2.3.1. Воздействие радиационного облучения на нижнекембрийские синие глины.

2.3.2. Влияние температуры на термомеханические свойства глин.

2.4. Комплексная оценка физико-механических свойств бетона.

2.4.1. Воздействие температуры на физико-механические свойства бетона.

2.4.2. Воздействие радиации на физико-механические свойства бетона.

ГЛАВА 3. Определение напряженно-деформированного состояния камер подземного хранилища РАО.

3.1. Требования к расчетной модели. д 3.2. Оценка температурных полей вокруг подземного хранилища РАО.

3.2.1. Построение модели и задание граничных условий

3.2.2. Анализ полученных результатов.

3.3. Анализ напряженно-деформированного состояния камер подземного хранилища РАО.

3.3.1. Построение модели и задание граничных условий

3.3.2. Анализ полученных результатов.

ГЛАВА 4. Обоснование схемы компоновочного решения сооружения подземного хранилища РАО.

4.1. Сравнение натурных исследований с расчетными данными.

4.2. Компоновочные схемы подземного хранилища РАО для глинистых формаций.

4.3. Обоснование параметров крепи камер РАО.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование размещения в подземном пространстве хранилищ радиоактивных отходов"

Производство атомной энергии является одним из основных направлений развития мировой энергетики в настоящее время. Однако результатом работы предприятий ядерной энергетики является образование радиоактивных отходов (РАО). В основном, это связано с деятельностью атомных электростанций (АЭС), предприятий по добыче и переработке урановых руд, морского и гражданского атомных флотов. В настоящее время в нашей стране скопилось значительное количество радиоактивных отходов. Особенно неблагоприятная ситуация сложилась в Северо-Западном регионе России. Приповерхностные хранилища РАО Сосновоборской АЭС исчерпали свои ресурсы. Кроме того, приповерхностные хранилища не могут полностью гарантировать радиоэкологическую безопасность их эксплуатации. Весьма тяжелая ситуация со складированием РАО существует также и на Кольском полуострове.

Изоляция радиоактивных отходов является важной и насущной проблемой для стран, которые используют атомную энергию. Исследователи со всего мира сошлись во мнении, что использование подземного пространства является наилучшим выбором для долговременного хранения РАО.

Выбор месторасположения площадки для захоронения РАО и обоснование конструкции подземного хранилища являются важнейшей составляющей безопасного хранения РАО.

США, Бельгия, Канада, Китай, Финляндия, Франция, Германия, Япония, Россия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания инвестируют значительные средства в программы обращения с радиоактивными отходами.

Общий подход к созданию подземного хранилища заключается в выборе площадки, пригодной для захоронения РАО, геологической оценке, разработке схемы подземного хранилища, выбора типа контейнера для хранения РАО и других изолирующих материалов, системы транспортировки РАО до потенциального хранилища.

В качестве геологических формаций для размещения подземных хранилищ РАО в России и за рубежом применяются мощные слабопроницаемые массивы глин, каменной соли, гранита и прочих пород кристаллического типа.

Проблемы создания атомных подземных станций и подземных хранилищ РАО рассматривались в работах Кедровского O.JL, Конухина В.П., Котенко Е.А., Кулагина Н.И., Мельникова H.H., Петрова Э.Л., Протосени А.Г., Шищица И.Ю., Якушева М.Ф. и других.

Большой вклад в разработку методов расчета нагрузок на крепь и исследования процессов деформирования грунтовых массивов вокруг подземных сооружений внесли Айвазов Ю.Н., Баклашов И.В., Безродный К.П., Булычев Н.С., Ваучский Н.И., Голицинский Д.М., Картозия Б.А., Ковалев О.В., Меркин В.Е., Фотиева H.H., Фролов Ю.С., Черников А.К. и другие.

Изучению теплофизических процессов в горных выработках и теплофизических свойств горных пород занимались Богуславский Э.И., Гендлер С.Г., Дмитриев А.П., Дядькин Ю.Д., Кремнев O.A., Щербань А.Н., Шувалов Ю.В. и другие.

Вместе с тем, в настоящее время не достаточно изучены свойства глин при воздействии на них радиации и температуры, слабо исследованы теплофизические и геомеханические процессы вокруг подземных сооружений хранилищ, не разработаны методы расчета геостатической и нестационарной тепловой нагрузок на крепь выработок с учетом технологии их строительства и не обоснованы компоновочные решения подземных хранилищ РАО и параметров их крепи в синих глинах.

Цель диссертационной работы:

Создать надежное с позиций механики подземных сооружений хранилище РАО в глинистых формациях.

Идея работы:

Обеспечение радиоэкологической безопасности и решение проблемы захоронения радиоактивных отходов путем создания в подземном пространстве искусственных сооружений для изоляции и нераспространения РАО, компоновка и конструктивные размеры которых определяются на основание учета теплового воздействия, радиации и совместного термомеханического расчета взаимовлияющих конструкций.

Научная новизна работы:

- выявлена взаимосвязь изменения температуры вокруг хранилища РАО, наличие участков возрастания и убывания температуры во времени, в зависимости от расстояния между взаимовлияющими тоннелями и величины тепловыделения, что позволяет оптимизировать параметры сети расположения выработок подземного хранилища РАО;

- установлен эффект уменьшения неравномерных нагрузок на обделку подземного сооружения для захоронения РАО с течением времени, имеющих эллиптический характер распределения при геостатической нагрузке и выравнивающихся до равномерного их распределения по окружности за счет температурного воздействия, что создает более благоприятные условия для работы обделки.

Защищаемые научные положения:

- геомеханическая модель взаимодействия обделок подземных сооружений с грунтовым массивом должна учитывать нестационарное тепловое воздействие от РАО, а также влияние радиации, теплового расширения и структурного ослабления на прочностные и деформационные характеристики пород и материала крепи;

- расчет нагрузок на крепь камеры РАО необходимо выполнять по методике, основанной на учете температурного и радиоактивного воздействия, совместного влияния тоннелей друг на друга и технологии возведения обделок;

- предложенные конструкции подземного хранилища спирального и панельного типа позволяют обеспечить высокий уровень технологичности при его строительстве и безопасность при эксплуатации, параметры выработок должны обосновываться на основании моделирования процессов теплопереноса от РАО в породный массив, а конструкция крепи на основании термопрочностного расчета.

Диссертационная работа выполнена на кафедре строительства горных предприятий и подземных сооружений СПГГИ. Работа выполнялась под руководством доктора технических наук, профессора Протосени А.Г.

Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов 20032006 г.г. (СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова, С.-Петербург); Международной конференции «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений» (Тульский государственный университет, Тула, 2003); Международная конференция молодых ученых в Краковской горно-металлургической академии; на заседаниях кафедры строительства горных предприятий и подземных сооружений СПГГИ (ТУ).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Карасев, Максим Анатольевич, Санкт-Петербург

1. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных электростанций СП АЭС 79. Институт биофизики М-ва здравоохранения СССР. М.: 1981 г.

2. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами СПОРО 85 М.: М-во здравоохранения СССР. 1986.

3. Нормы радиоактивной безопасности НРБ-76/87 и Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками тонизирующих излучений ОСП-72/78 / Минздрав СССР.- 3-е изд. Перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1988.

4. Classification of Radioactive Waste.Safety Sériés 111-G-l/l/F Hublication within the RADWASS Programme/ 1АЕА/ VIENNA/ 1992/

5. Принципы обращения с радиоактивными отходами. Серия изданий по безопасности № 111-F. Международное агентство по атомной энергии. Вена. 1996. На русском языке.

6. Принципы безопасности и технические критерии для подземного захоронения радиоактивных отходов высокого уровня активности. Серия изданий по безопасности № 99. МАГАТЭ. Вена. 1990.

7. В.Г. Румынии. Оценка влияния атомно-промышленного комплекса на подземные воды и смежные природные объекты (г. Сосновый бор Ленинградской области. СПбГУ 2003.

8. Грейсер Л.Е. Формирование ресурсов подземных вод Ижорского месторожде- ния//Формирование ресурсов и состава подземных вод: Зап. Ленингр. горн, ин-та. 1991. Т. 129.

9. Грейсер Е.Л. Условия стока карстовых вод Ижорского плато и возможности их электромоделирования//Труды Гос. гидрол. ин-та. 1982. Вып. 286.

10. Николаев Ю.В. Гидрогеологические условия территории Санкт-Петербурга// Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге в 1996 году/Под ред. А.С. Баева, Н.Д. Copo- кина. СПб.: Сезам, 1997.

11. Антонов В.В. Гидрогеологические проблемы недропользования (прикладные аспекты). СПб.: Пангея, 1997.

12. Государственный доклад о состоянии окружающей среды в 1993 году. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. № 10,11,12. 1994 г; № 1, 1995 г.

13. Щищиц И.Ю. Основы инженерной георадиоэкологии, М.: МГГУ. 2005.

14. Technical overview of the SAFIR 2 report. NIROND 2001-05-E. 2001.

15. Technical-scientific contributions on the topic of nuclear waste management. NAGRA. Bulletin № 35. 2004.

16. Yucca Mountain Science and Engineering Report. Technical Information Supporting Site Recommendation Consideration. Revision 1. DOE/RW-0539-1. U.S. Department of Energy Office of Civilian Radioactive Waste Management. 2002.

17. Conceptual Design for a Deep Geological Repository for Used Nuclear Fuel. 1106/MD18085/REP/01. 2002.

18. Nuclear Waste Management of the Olkiluoto and Loviisa Power Plants: Programme for Research, Development and Technical Design for 2004-2006. TKS-2003. Posiva Oy. 2003.

19. Chapman N.A., Géra F., Mittempergher M., Tasion E. Disposal of RasWate in Italian Argillaceous Formations. Proc. Symp. Hanower, 1986. IAEA. Vienna, 1986.

20. Баклашов И.В., Руппенейт K.B. Прочность незакрепленных горных выработок. М., Недра, 1965, 102 с.

21. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М., Недра, 1975.

22. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. М., Недра, 1984, 415 с.

23. Баклашов И.В., Тимофеев O.B. Конструкции и расчет крепей и обделок. М.: Недра, 1879.- 283 с.

24. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М., Недра, 1974, 320 с.

25. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М., Недра, 1981, 270 с.

26. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений: Учеб. Для вузов.-2-e изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1994.-382 с.

27. Булычев Н.С., Фотиева H.H., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. М.: Недра, 1986.-288с.

28. Дранковский А.Н., Фадеев А.Б. Подземные сооружения в промышленном строительстве, изд. Казанского университета, 1993.

29. Либерман Ю.М. Давление на крепь капитальных выработок, "Недра", 1969.- 113с.

30. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Щуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений. М., "Недра", 1983.

31. Тоннели и метрополитены: Учебник для вузов. В.Г. Храпов, Е.А. Демешко, С.Н. Наумов и др., под ред. В.Г. Храпова. -М.: Транспорт, 1989.- 383с.

32. Динник А.Н. О давлении горных пород и расчете крепи круглой шахты.Инженерный работник", № 7, 1925.

33. Протодьяконов М.М. Давление горных пород на рудничное крепление. ГОНТИ, 1933.

34. Цимбаревич П.М. О величине горного давления в вертикальной выработке. "Горный журнал", № 9, 1933.

35. Шевяков Л.Д. Заметки о теории горного искусства. "Горный журнал", № 7, 1931.

36. Гельман Я.Г. Исследование статической работы несущих конструкций станций метрополитена колонного типа. Труды ЦНИИС, сообщение № 90, 1956.

37. Пособие по проектированию метрополитенов. Государственный проектно-изыскательский институт "Метрогипротранс", "Трансстрой" М., 1992.

38. СНиП Н-94-80. Подземные горные выработки. М., Стройиздат, 1981.

39. Дружко Е.Б. О взаимодействии системы "крепь-массив" с учетомобразования зоны неупругих деформаций. "Проектирование и строительство угольных предприятий", № 9, 1968.

40. Научно-технический отчет об исследованиях статической конструкции обделки станции "Петроградская". ЦНИИС, Л., 1963.

41. Лебедев М.О. Контроль за напряженно-деформированным состоянием конструкций перегонных тоннелей Санкт-Петербургского метрополитена. Том 2. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор №2222. С-Пб, Ленметрогипротранс, 2001.

42. Лебедев М.О., Крюковский Ю.А. Контроль за напряженно-деформированным состоянием конструкций перегонных тоннелей Санкт-Петербургского метрополитена. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор №2222. С-Пб, Ленметрогипротранс, 2001.- 128с.

43. Деменков П.А. Геомеханическое обоснование метода расчета нагрузок на станции колонного типа метрополитена глубокого заложения. Диссертация. СПб. 2004

44. Белаенко Ф.А. Расчет крепи стволов шахт на больших глубинах в условиях Донецкого бассейна. В кн.: "Разработка угольных месторождений на больших глубинах". М., Углетехиздат, 1955.- С.118-137.

45. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М., Углетехиздат, 1954.- 384 с.

46. Бокий Б.В., Обручев Ю.С., Протосеня А.Г. Расчет нагрузок на крепь вертикальных стволов при больших глубинах. "Шахтное строительство" № I, 1974, С.2-6.

47. Дружко Е.Б. О взаимодействии системы "крепь-массив" с учетом образования зоны неупругих деформаций. "Проектирование и строительство угольных предприятий", № 9, 1968.

48. Козел A.M., Борисовец В.А., Репко A.A. Горное давление и способы поддержания вертикальных стволов. М.: Недра, 1976.

49. Протосеня А.Г., Бокий Б.В., Обручев Ю.С. Расчет нагрузок на крепь вертикальных стволов при больших глубинах // Шахтное строительство. 1974. № 1.С. 4-6.

50. Протосеня А.Г., Козел A.M., Борисовец В.А. и др. Расчет нагрузок на крепь глубоких стволов, сооружаемых в сложных горно-геологических условиях // Шахтное строительство. 1984. № 6. С.13-15.

51. Протосеня А.Г., Лебедев М.О. Постановка задач по расчету напряженного состояния около выработок // Межвузовский сборник научных трудов "Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПГГИ, 1999. С. 115118.

52. Протосеня А.Г. О постановке задач по расчету нагрузок на капитальные выработоки и тоннели. // Устойчивость и крепление горных выработок. Крепление и поддержание горных выработок. / Санкт-Петербургский горный институт. С-Пб, 1992. С.4-8.

53. Родин H.A. Снимаемая нагрузка и горное давление. В кн.: "Исследование горного давления". М., Госгортехиздат, 1960, С.343-374.

54. Руппенейт К.В., Либерман Ю.М., Матвиенко В.В., Песляк Ю.А. Расчет крепи шахтных стволов. М.: Изд-во АН СССР. 1962.- 123 с.

55. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок / Г.А. Крупенников, Н.С. Булычев, A.M. Козел и др. М., Недра, 1966.

56. Амусин Б.З. Учет влияния торца при расчете нагрузок на крепь протяженных выработок и камер // Шахтное строительство.-1979.-№ 12.-С. 1518.

57. Басинский Ю.М., Иванов Е.А. Зависимость проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Центрального района Донбаса от основных геологических и горнотехнических факторов. Труды ВНИМИ, 1972, №85, С. 79-84.

58. Заславский Ю.З. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Донецкого бассейна. М., Стройиздат, 1974.

59. Кулагин Н.И. Пересадочные узлы на линиях метрополитена глубокого заложения. М.: Центр "ТИМР", 1996. 111с.

60. Айвазов Ю.Н. Взаимодействие породного массива с обделкой // Метрострой. 1983. - №6. - С.15-17.

61. Айвазов Ю.Н., Кривошлык А.И. О влиянии продвижения забоя на перемещения контура круговой протяженной выработки // Тоннели и метрополитены. Л.: ЛИИЖТ, 1982. - вып.711. - С.63-70.

62. Айвазов Ю.Н. Расчет тоннельных обделок, обжатых в породу. К.: Изд. КАДИ, 1978.- 108с.

63. Давыдова H.A. Приближенное решение задачи о смещении поверхности бесконечной цилиндрической полости, загруженной жестким кольцевым штампом конечной длины. Журн. ФТПРПИ. Сиб. Отд. АН СССР, №3, 1968.

64. Савин Г.Н. Концентрация напряжений около отверстий. М., Д., изд.ГИТТЛ, 1951,494 с.

65. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев. Наукова думка, 1968.

66. Вайнберг Д.В. Концентрация напряжений в пластинах около отверстий и выкружек. Киев.: Техника, 1968.

67. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М., "Наука", 1966.- 705с.

68. Фотиева H.H., Булычев Н.С. Обработка результатов натурных исследований давления пород на крепь и расчет крепи по измеренным нагрузкам. // Межвузовский сборник Устойчивость и крепление горных выработок, вып.5, Л., изд.ЛГИ, 1978. С. 100-104.

69. Фотиева H.H. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения. М., Стройиздат, 1974.- 274с.

70. Цытович H.A. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1983.

71. Ержанов Ж.С. Теория ползучести горных пород и ее приложения. Алма-Ата, "Наука", 1964.- 175 с.

72. Ержанов Ж.С. и др. Аналитические вопросы механики горных пород. Теория и эксперимент. Алма-Ата. "Наука", 1969.

73. Работнов Ю.Н. Некоторые вопросы теории ползучести. Вестник МГУ, №10, 1948.

74. Ержанов Ж.С., Синяев А.Я. Определение напряженного состояния анизотропного (наклоннослоистого) массива и его влияние на крепь вертикальной выработки. В кн.: "Реологические вопросы механики горных пород". Алма-Ата. Изд.АН КАЗ ССР, 1964, С.111-119.

75. Протосеня А.Г., Тимофеев О.В., Огородников Ю.Н. Разработка, практическая проверка и корректировка новой методики определения устойчивости породных обнажений в протерозойских глинах. СПГГИ, С-Пб., 1996.

76. Вяльцев М.М. Температурные напряжения в крепи стволов шахт и окружающих их пород. ЦНИЭИуголь. 1975.

77. Burd, H.J., Houlsby, G.T., Augarde, C.E. and Liu, G. 1998. Prediction of tunnel-induced settlement damage to masonry structures. OUEL Report 2162/98, Department of Engineering Science, Oxford University

78. Augarde, C.E. Numerical modelling of tunnelling processes for assessment of damage to buildings, DPhil Thesis, Oxford University. 1997.

79. Potts, D.M & L. Zdravkovic. Finite element analysis in geotechnical engineering -Theory. Thomas Telford. 1999.

80. Potts, D.M & L. Zdravkovic. Finite element analysis in geotechnical engineering Application. Thomas Telford. 2001.

81. Carter, J.P, Desai, C.S., Potts, D.M., Schweiger, H.F. & S.W. Sloan 2000. Computing and Computer Modelling in Geotechnical Engineering. Proc. GeoEng2000, Melbourne, Technomic Publishing, Lancaster. (Vol. 1: invited papers), 1157-1252.

82. Addenbrooke, Т. I. 1996. Numerical analysis of tunnelling in sti® clay. Ph.D. thesis, Imperial College, University of London.

83. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир. 1975.

84. David,V. Hutton. Fundamentals of finite element analysis. ISBN 0-07-239536-2. McGrawHill, 2004.

85. Robert D. Cook. Finite Element Modeling for Stress Analysis. ISBN 0-47110774-3. John Wiley & Sons, Inc. 1995.

86. Crisfield M.A. Non-Linear Finite Element Analysis of Solids and Structures. Volume 1. ISBN 0-471-92956-5. John Wiley & Sons, Inc. 2000.

87. John H. Lienhard IV. A heat transfer text book. Third edition.

88. Дядькин Ю.Д., Гендлер С.Г., Смирнова H.H. Геотермальная теплофизика.

89. Протосеня А.Г., Смыслов А. А., Дашко Р.Э. Отчет о научно исследовательской работе: "Геологическое и техническое обеспечение строительства подземных объектов ядерной энергетики в Северо-Западном регионе". СПбГГИ. 2002.

90. Дашко Р.Э. Микробиота в геологической среде: ее роль и последствия//Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии Научного советаРАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта 2000). М.:ГЕОС,2000.-с.72-78.

91. Lyesse Laloui, Thermo-mechanical behaviour of soils. RFGC 5/2001. Environmental Geomechanics, pages 809 to 843.

92. Enrique R. M., Characterisation and thermo-hydro-mechanical behavior of unsaturated boom clay: an experimental study. PhD thesis, Barcelona 1999.

93. Behrooz Ghahremannejad, Thermo-Mechanical Behaviour of Two Reconstituted clays, PhD Thesis, University of Sydney Department of Civil Engineering April 2003

94. Campanella, R.G. & Mitchell, J.K., Influence of temperature variations on soil behaviour, Journal of Soil Mechanics and Foundations division, ASCE, 94 : 709-734, 1968.

95. Cekerevac, C., Thermo-hydro-mechanical behaviour of saturated soils -application to thermal pile», PhD thesis, Swiss federal Institute of Technology, Lausanne.

96. Cui YJ, Sultan N. & Delage P., « A thermomechanical model for saturated clays », Can. Geotech. Journal, 37 (3): 607-620, 2000

97. Collins I. F. & Houlsby G. Т., Application of thermomechanical principles to the modelling of geotechnical materials, Proc. Royal society of London, 453, 1975-2001, 1997.

98. Horeseman S. Т., Winter M. G. & Entwistle D. C., Geotechnical characterisation of Boom clay in relation to the disposal of radioactive waste. Natural

99. Robinet, J. C., Rahbaou, A., PLAS, F. & LEBON, P., «А constitutive thermomechanical model for saturated clays», Engineering Geology, Vol. 41, 1-4, 145-169, 1996.

100. Towhata I., Kuntiwattanakul and Kobayshi H., A preliminary study of heating of clays to examine possible effects of temperature on soil-mechanical properties", Soils and Foundation, vol. 33, pp. 184-190, 1993.

101. Graham J., Chandler N., Dixon D.A., Roach P.J., Wan A.W., "The Buffer/ container experiment" Atomic Energy of Canada Limited and CANDOU Owners Group, AELC, 11746 and GOG-97-46-1.

102. Бартелими Б., Крюппа Ж. Огнестойкость конструкции подземных сооружений. М., Стройиздат, 1985.

103. Давыдкин Н.Ф., Страхов B.JI. Огнестойкость конструкций подземных сооружений. М., ТИМР, 1998.

104. Милованов А.Ф. Огнестойкость железобетонных конструкций. М., Стройиздат 1986.

105. СНиП 2.03.04-84. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур.

106. U.S. Department of Energy Yucca Mountain Site Characterization Office. Progress Report for Laboratory Testing of Concrete Properties at Elevated Temperatures. BAOO00OOO-O1717-57OO-OOO21 Revision 00 February 9, 1999.

107. K. Almenas, K. Kaliatka IGNALINA RBMK-1500, A Source Book, ISBN 9986-492-35-1. Ignalina Safety Analysis Group, Lithuanian Energy Institute, 1998. LITHUANIA

108. Dubrovsky V.B., et al., Radiation damage of ordinary concrete, Atomic Energy, Vol.23, No.4, 1967, pp. 310-316

109. Dubrovsky V.B., at al., Radiation damage of ordinary concrete, Atomic Energy, Vol.25, No.6, 1968

110. Радиационная стойкость материалов, Справочник, АтомИздат, Москва, 1973.

111. Yucca Mountain Science and Engineering report Rev. 1 DOE/RW-0539-1.Ф 118. Лиманов Ю.А. Осадки земной поверхности при сооружении тоннелей в кембрийских глинах, JI. изд. ЛИИЖТа, 1957.

112. Катков Г.А. Измерение нагрузок на крепь горных выработок. М., "Недра", 1969.- 137 с.

113. Обручев Ю.С., Абашин С.И. Способ исследования взаимодействия крепи горных выработок с массивом горных пород. "Горный журнал", М, 1984., № 8.

114. Антонов О.Ю. О некоторых факторах, влияющих на статическую работу тоннельной обделки. //Метрострой. 1963. №3-4. С.46-50.

115. Сивцов A.A. Исследование напряженного состояния массива пород на контакте с многошарнирной обделкой методом фотоупругости. Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции (ЭИИС-91) г. Сумы, 1991, С. 194-196.

116. Сивцов A.A. Разработка метода расчета обжатых обделок подземных сооружений с учетом контактного давления взаимодействия с массивом пород.• Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.т.н., Тула, 1992.- 18с.

117. Котенко Е.А. Создание подземных атомных станций М.: ЦНИИатоминформ. 1996.