关闭的岩盐矿发生巨大地表沉陷 (Itasca蠕变模型)

1. 引言

2023年12月10日，在巴西东北部沿海城市马塞约(Maceio)，石化巨头Braskem的一个封闭的岩盐(rock salt)矿发生部分坍塌，导致该市Mundau湖中的水突然变得浑浊。该地区此前已被疏散，对任何人没有风险，预计该矿将在部分坍塌后稳定下来。

2. 事故背景

Braskem公司是南美洲最大的石化公司之一，主要由巴西国有石油公司和建筑巨头Novonor拥有。Braskem公司于2023年11月28日发出提醒，该矿可能面临坍塌的风险。自此以后，矿山周围的地层一直在稳步下沉，截至12月10日早上，总共下沉了2.35米。11月30日发出警告说，矿山坍塌后可能会形成大型的沉陷坑。在发出警告后的几天内，Braskem公司定期发送最新消息，包括矿山可能坍塌的预测时间。

2019年，Braskem公司宣布关闭其在马塞约的岩盐业务，就此关闭了这个矿山。麻烦始于一年前，当时地表首次出现了大裂缝，有些延伸了几百米。对于马塞约的居民来说，这一发展并不令人惊讶，Braskem公司40年的岩盐开采导致该地区数万人流离失所，使得社区空心化。

事实上，矿山的关闭与地面下沉息息相关。2019 年开始部分地区开始撤离。从那时起，五个社区变成了鬼城，约有20万人受到该公司采矿活动的影响。居民接受了Braskem公司的搬迁费用，今年7月，该公司与马塞约市达成了3.56亿美元的和解协议。

10日部分坍塌是18号矿井，Braskem公司表示，他们正在用砂充填其他8个空场。

3. 岩盐开采

岩盐开采是从地下深处矿床中提取天然盐的过程，主要的开采方法是房柱法。岩盐最大的岩石力学特性是蠕变行为(creep)。蠕变是在应力保持不变的情况下岩石随时间变化而产生的变形，在低应力水平下，岩盐的初始蠕变阶段可持续 4至8个月。

在美国，主要的岩盐矿位于堪萨斯州、路易斯安那州、密歇根州、纽约州、俄亥俄州和德克萨斯州，此外，蠕变行为对于地下核废物库结构的设计和运行至关重要，这两个因素导致1970~1980年代对蠕变进行了广泛而深入的研究，FLAC和UDEC的蠕变模块最初就是基于这个背景开始研发的。

4. Itasca蠕变模型

蠕变模型(Creep Model)是Itasca软件的一个附加模块，蠕变模型用于处理具有蠕变性质的材料，这个模块包括在FLAC2D/FLAC3D和UDEC/3DEC中。蠕变模型共有10个：

(1) Burgers

(2) Burgers-Mohr

(3) Maxwell

(4) Power 

(5) Power-Mohr

(6) Power-Ubiquitous

(7) Soft-Soil-Creep

(8) WIPP

(9) WIPP-Drucker

(10) WIPP-Salt

block.creep.time.total [旧的格式crtime][UDEC]

block.creep.timestep [旧的格式crtdel] [UDEC]

zone.creep.time.total [旧的格式crdt, crtime] [UDEC]

zone.creep.timestep