VERIFICAREA STABILITATII MINELOR VECHI DE LA SALINA TURDA

1. Introducere

Salina Turda este una dintre cele mai vechi saline de pe teritoriul Romaniei, fapt atestat cu documente. In anul 1177, intr-o diploma a regelui Emeric, se aminteste de mina de sare de la Turda. Aici, a fost descoperita o ocna romana, sapata din Ocna Ghizela spre ocna Anton. In 1463 regele Matei Corvin acorda dreptul la libera exploatare a sarii de la Turda, Dej si Ocna Sibiului, pentru secui.

Ocna de la Turda, numita Ocna cea Veche sau Ocna cea Mare avea o adancime de circa 45 m [10] si o latime de circa 18 m, intr-o parte, iar in cealalta parte numai de 5 m. Ocna cea Mica, era adanca de circa 15 m si avea latimea de 9 m. Sarea de aici, era buna si tare. In 1536 Hans Dernschwam elaboreaza "Raportul privind exploatarea salinelor din Transilvania", in care se arata ca, salinele aveau forma de clopot, fiecare clopot fiind prevazut cu trei puturi. In acest document Ocna de la Turda este declarata ca fiind cea mai importanta din Transilvania.

Metoda de exploatare cu camere sub forma de clopot a functionat pana catre sfarsitul secolului al XVIII-lea cand ea a fost inlocuita cu metoda de exploatare sub forma de camere trapezoidale, continuate cu pereti verticali.

Se poate preciza ca, exploatarea sarii la salina Turda s-a desfasurat in mod sistematic intre 1770-1932. In aceasta perioada au fost sapate trei mine clopot, o mina sub forma trapezoidala continuata cu pereti verticali si a fost inceputa o alta mina cu profil trapezoidal, continuata cu profil dreptunghiular, dar care nu a fost sapata pana la final (fig.1).

Mina Terezia, in forma de clopot, are o inaltime de 90 m si un diametru la talpa/baza de 70 - 80 m. Exploatarea ei a inceput in 1690 si a durat pana in 1880.

Mina Iosif, de asemenea, sub forma de clopot are inaltimea de 87 m si un diametru de 65 m. A fost exploatata intre 1740-1900.

Mina Anton, in prezent umpluta cu deseuri menajere - nu are importanta terapeutica sau de agrement - are o inaltime de 75 m si un diametru de 77 m.

Mina Rudolf, cu profil trapezo-dreptunghiular are inaltimea totala de 45 m si o latime de 50 m. A fost inceputa in 1850 si terminata in 1932.

Mina Ghizela, din care au fost sapati numai 8-10 m in adancime, a fost gandita sa aiba o forma trapezo-dreptunghiulara. A fost inceputa in 1870 si abandonata in 1872.

Dintre aceste mine, cel mai mare interes turistic si balnear il reprezinta minele Terezia si Rudolf.

2.Caracteristicile geografice si geologice ale zacamantului Turda

Masivele de sare din Turda - pe spinarea carora se gasesc lacurile Sarate - sunt plasate in punctul cel mai vestic al Depresiunii Transilvaniei. El este in zona imediat vecina contactului blocului muntos al Apusenilor cu sedimentarul bazinului, situatie ce se resimte in structura geologica si in morfologia regiunii.

Terenul pe care isi fac aparitia masivele de sare se afla la N-NE-ul municipiului Turda, in imediata apropiere de acesta. Zona se integreaza din punct de vedere geografic si ca alcatuire in Depresiunea Transilvaniei.

Sub raport geologic, municipiul Turda, se afla in zona de contact a formatiunilor de varsta jurasica, reprezentate prin calcarele recifale din masivul Trascau si sedimentarul tertiar al Bazinului Transilvaniei, format aici din marne, argile, gresii, tufuri vulcanice si formatiuni evaporitice - in principal sub forma zacamintelor de sare si gips.

Zacamintele de sare din Transilvania s-au format in Miocenul Mediu, mai exact in Badenian. Potrivit ultimelor ipoteze geologice, formulate pe baza studiilor asupra polenului fosil din probe recoltate din zacamintele Turda si Dej, varsta absoluta a sarii din Transilvania ar fi cuprinsa intre 13,6 - 13,4 milioane ani [27].

In perioada geologica amintita, Bazinul Transilvaniei a functionat ca un bazin marin semi-inchis, care comunica cu bazinul marin principal al Paratethysului Central periodic. Microclimatul regional era unul subtropical, cu tendinte de aridizare locala. Pe fondul unei subsidente active a fundului bazinului Transilvaniei, are loc sedimentarea sarii, prin precipitare din apa marina. In Badenianul Superior, conditiile de sedimentare devin tipic marine, prin permanentizarea legaturii dintre bazinul Paratethysului Central si Bazinul Transilvaniei. In aceasta etapa, in acoperisul sarii se depun sedimente terigene, marno-argiloase si detritice, care datorita grosimii lor exercitau o presiune apreciabila asupra formatiunii salifere din baza. Sarea fiind o roca plastica, se deplaseaza din zonele centrale spre periferia bazinului, unde se ingramadeste si migreaza apoi spre suprafata, prin zonele de minima rezistenta ale formatiunilor care le acopera, strapungand stratele din acoperis. Structurile tectonice astfel formate, sunt cunoscute sub denumirea de cute diapire.

Zacamintele de sare din Transilvania, sunt dispuse pe doua aliniamente care urmaresc bordura estica, respectiv vestica a bazinului.

Manifestarile vulcanismului Neogen au distrus in mare parte acumularile de sare de pe aliniamentul estic si aproape de extremitatea nordica si pe cele de pe aliniamentul de vest.

Aliniamentul vestic, de la sud spre nord, este format din urmatoarele zacaminte: Sibiu, Blaj, Ocna Mures, Turda, Valea Florilor, Cojocna, Sic, Gherla, Ocna Dej si Ocna Sugatag. Pe aliniamentul de est zacamintele mai importante sunt cele de la Praid si Sovata.

Caracteristicile geologice ale zacamantului Turda - Valea Sarata, situat in partea de nord a municipiului Turda, printre care se amintesc dispunerea sarii foarte aproape de suprafata, sau chiar prezenta sarii in aflorimente si existenta in zona a izvoarelor sarate, au facut ca acesta sa fie cunoscut si sa constituie obiectul unor exploatari rudimentare, primitive, inca din perioada dacica.

Perimetrul in atentie apartine, din punct de vedere tectonic, fasiei de anticlinale si sinclinale simetrice, orientate nord-sud, care corespund zonei mobile - Depresiunea Turda - situate la contactul cu Muntii Trascaului. Doua boltiri mai insemnate marcheaza masivele de sare de la Turda: masivul de sare de la "Baile Sarate", incorporat anticlinalului Ocna Mures - Turda, si cel al "Ocnei" care apartine structurii anticlinale Mahaceni - Ploscos, fig.2 [27].

Fig.2. Profil geologic transversal prin zacamantul Valea Sarata

La alcatuirea cutelor iau parte depozitele badeniene (gipsuri, sare, tufuri, gresii), si volhinian-bessarabiene (gresii, marne, marne nisipoase, nisipuri). Conturul boltelor anticlinale este marcat in relief de abrupturi structurale, date de prezenta tufurilor vulcanice.

Agentii exogeni au exercitat o actiune de modelare diferentiata in functie de componenta litologica a substratului si astfel, pe langa relieful fluvial, se intalneste o gama variata de forme de eroziune selectiva. Denudarea regiunii a fost initiata si continua sa se realizeze prin actiunea apelor superficiale si de infiltratie.

Relieful rezultat in urma proceselor de denudare se poate grupa pe trei complexe morfologice corelate:

complexul interfluviilor,

complexul de vale,

complexul microdepresiunilor de eroziune , prabusire si disolutie.

Intrucat zonele cu potential balnear natural apartin complexului microdepresiunilor de eroziune, prabusire si disolutie, se va trata in amanunt numai acest complex morfologic.

Complexul interfluviilor. Acestuia ii apartine interfluviul dintre Paraul Racilor si Paraul Mic Sarat si interfluviul dintre Paraul Mic Sarat si Paraul Petrilaca. Altimetric, interfluviile mentionate se inscriu in intervalul dintre un plan general, limitat de cotele de 430 m si 500 m, care se coreleaza cu suprafata de abraziune marina (sarmatiana) de la Sandulesti.

Complexul geomorfologic de vale. Formele predominante din cadrul acestui tip genetic de relief sunt terasele fluviatile. Terasa superioara, cea de 110 m, se alatura extremitatii sudice a Dealului Turda Nord (Alasmal). Dealul citat constituie limita sudica a zonei Durgau - Valea Sarata. Elementele sale morfologice sunt slab pastrate, din cauza denudarii intense ulterioare si a actiunii transformatoare a omului.

Complexul microdepresiunilor de eroziune, disolutie si prabusire. Hidrografia zonei din jurul masivelor de sare este trasata conform inclinarii pantelor. Acestea, in regiunea Turda, urmaresc doua sensuri principale: unul de la V la E si altul de la N la S. Primul sens este dat de cursul Ariesului. Al doilea de cumpana de ape Feleac-Boj.

Sub stapanirea acestor doua directii de panta, paraiele, indeosebi cele ce se varsa direct in Aries (valea Turzii, valea Turzii Noi, Paraul Alunis, Paraul Sf. Ion, valea Florilor), si-au desemnat drumul pe rezultanta acestora, adica dinspre NV spre SE.

Pe baza acestor consideratii, privind directia si sensul scurgerii apelor din regiune, traiectul Paraului Sf. Ion - parau ce prezinta cursul cel mai lung si care aduce in Aries cea mai mare parte a apelor din zona - apare foarte neregulat. In locul sau se pot distinge trei directii de curgere ce par a fi legate intamplator una de alta, fara a avea nimic din dezvoltarea unitara a unui fir de apa ce a luat nastere sub actiunea legilor pantei. Mai mult, cele trei tronsoane au nume diferite: cel inferior de la Aries pana la spinarea dealului Ocnei - dealul Sosfar, orientat NV-SE, in sensul coborarii pantei generale a terenului, poarta numele de Paraul Sf. Ion; de aici pana la Valea Sarata, tronsonul de parau dirijat V-E se numeste Paraul Mare Sarat. Acesta se continua in Valea Sarata, cu directia NE-SV, formata din doi afluenti ai Paraului Mare Sarat dispusi in perfecta continuitate de directie, unul care vine de la NE, altul de la SV. Acestea curg in sensuri opuse.

Concluzia este ca actualul curs al Paraului Sf. Ion cu cele trei directii de curgere, s-a format prin imbinarea succesiva a trei paraie.

Valea Sarata, dirijata NE-SV cu fundul larg si pante sterse arata o evolutie independenta de Paraul Sf. Ion, al carui curs superior il alcatuieste. Orientarea si dispunerea ogaselor arata ca Valea Sarata a aparut din alta inclinare. Fapt evidentiat si de coborarea nivelului actual al spinarilor ce insotesc aceasta vale pe ambii versanti si a caror inaltime scade de la N spre S. La inceputul evolutiei, Valea Sarata curgea in sensul pantei spinarilor si isi varsa apele in valea Turzii Noi prin punctul cel mai scazut al bordurii dinspre oras. Acesta are aspectul unei sei, situata imediat deasupra si la S de lacul Carolina. Altitudinea ei este de 385 m. La formarea acestei vai, a contribuit in parte si natura subsolului. Pe 2/3 din lungimea ei, valea se situeaza pe spinarea unui masiv de sare. Apele de siroire au gasit in acoperisul masivului de sare formatiuni framantate, cu o rezistenta si o coeziune redusa, care au fost erodate si indepartate cu usurinta.

Concomitent cu adancirea Vaii Sarate, se individualizeaza si ogasele afluente, ce brazdeaza podisul, impartindu-l astfel in cele doua spinari care se observa in momentul de fata. Portiunea vestica a podisului era mai ridicata (cca. 460 m). Viroagele de pe acest versant al paraului au fost mai active, cursurile fiind in prezent bine individualizate. Pe versantul estic al Vaii Sarate, unde nivelul podisului nu trecea cu mult peste 430 m, ogasele afluente sunt mai putin individualizate. Viroaga cea mai activa este actualul Parau Mare Sarat. El a inaintat din patul Vaii Sarate, spre E, pana la linia culmii.

Activitatea de eroziune si de adancire a talvegului Vaii Sarate a durat pana in momentul cand apa a intalnit, in bordura dinspre oras, roci cu o rezistenta crescuta (tufuri dacitice), avand o pozitie aproape verticala. Ele formeaza marginea de sud a masivului de sare. Ajunse aici apele Vaii Sarate, reduse ca debit, nu au distrus bariera intalnita datorita puterii de eroziune redusa. Apele s-au acumulat in spatele barajului de tufuri formand o zona de lac incipient.

Stagnand, apele si-au creat cai de circulatie subterana infiltrandu-se prin argilele nisipoase din acoperisul masivului de sare. Infiltrarea a fost mult usurata si de faptul ca depozitele din acoperisul sarii erau framantate asa incat apa ce stagna si-a gasit cai de acces spre interior.

Pe suprafata masivului de sare apele de infiltratie provoaca intense procese de dizolvare. Sarea este indepartata, ceea ce duce la coborarea nivelului talvegului Vaii Sarate sub inaltimea barajului format din tufuri. Se intrerupe, astfel, definitiv scurgerea de suprafata a apelor spre Paraul Mic Sarat (valea Turzii Noi).

In aceasta situatie apele de siroire din bazinul de colectare a Vaii Sarate se aduna si stagneaza permanent in partea sudica a vaii, in regiunea actuala a ocnelor. Procesul de infiltrare a apelor prin depozitele din acoperisul masivului continua cu o activitate crescuta ce provoaca - prin disolutia sarii - adancirea vaii. Lacul astfel format inainteaza spre N, si activitatea de dizolvare a sarii inceputa in S adanceste tavelgul Vaii Sarate.

Odata cu inchiderea si transformarea Vaii Sarate in lac, activitatea de eroziune a paraielor se incetineste, nu este insa oprita, deoarece fundul lacului (fostul talveg al Vaii Sarate) se adanceste putin cate putin, prin dizolvarea sarii.

Materialul terigen (argile, nisipuri, pietrisuri) adus de aceste paraie in lac au retusat toate neregularitatile create prin dizolvarea sarii. Acestea au izolat masivul de sare de apele de deasupra, ajungand in final la umplerea completa a patului vaii si la realizarea unei suprafete plane, ce se extinde intre cei doi versanti, suprafata ce surprinde astazi, privind tavelgul Vaii Sarate.

In timp ce lacul suferea procesul de colmatare descrisa, Paraul Sf. Ion va strabate, prin actiunea sa eroziva, culmea de la E, captand obarsia Paraului Mare Sarat, afluent al Vaii Sarate. El se va adanci tot mai mult, va atinge tavelgul Vaii Sarate, deschizand drum de scurgere apelor lacului, spre Aries si lasand uscat fundul plat al acestuia.

Datarea in timp a duratei acestui proces de eroziune regresiva a Paraului Sf. Ion, pana la captarea apelor Vaii Sarate, este dificil de precizat. Probabil fenomenul s-a definitivat la sfarsitul pleistocenului superior.

Etapa ulterioara de eroziune a Paraului Sf. Ion - reactivata de coborarea confluentei cu Ariesul, in holocen, de la nivelul terasei cu altitudinea relativa de 50-55 m, la nivelul actualei lunci - se poate urmari in lungul cursului sau inferior. El prezinta o vale cu tavelgul puternic adancit cu malurile abrupte, ce au uneori aspectul unor rape, astfel incat intreaga portiune capata infatisarea de defileu.

Spre amonte de confluenta cu Ariesul in partea de NV-SE, valea Paraului Sf. Ion devine mai larga, mai putin adanca, cu patul mai slab santuit. In capatul estic al portiuni orientate V-E (cota 350 m), albia se pierde in lunca larga a cursului de apa. De aici el poarta numele de Paraul Mare Sarat fiind fostul ogas afluent al Vaii Sarate.

Aceste aspecte morfologice, indica punctul pana la care a inaintat eroziunea regresiva a Paraului Sf. Ion, reactivat de coborarea zonei sale de confluenta cu Ariesul, in holocen. In viitor cand Paraul Sf. Ion, prin adancirea sa, va ajunge in valea Sarata, procesele de eroziune vor taia adanc in depozitele fostului lac dezgolind iarasi masivul de sare.

Fenomenele erozionale prezentate au determinat reducerea grosimii formatiunilor terigene din acoperisul masivului de sare in zona Valea Sarata. Acest fapt a dus la descoperirea masivului de sare, care a constituit obiectul exploatarilor, care s-au derulat in acest perimetru.

Camerele exploatate incepand cu sec. al XII-lea, pana in sec. al XVII-lea, situate pe versantul SV-ic al Vaii Sarate si parasite in decursul timpului, la momentul atingerii adancimii de aproximativ 120 m, au urmat o evolutie normala pentru acest tip de mine parasite.

Infiltratiile de apa meteorica, prin intermediul puturilor care legau imensele goluri remanente subterane de suprafata, au dizolvat planseul de sare care forma cupola acestor camere, slabindu-i rezistenta. Cand presiunea stratelor terigene acoperitoare a depasit rezistenta planseului de sare, acesta a cedat. La suprafata terenului au rezultat doline de prabusire de dimensiuni apreciabile (diametre de pana la 80 - 90m si adancimi de 35 - 40m).

Apa meteorica s-a acumulat in aceste doline si in urma dizolvarii masivului de sare s-a salinizat, rezultand actualele lacuri antroposaline.

Apa lacurilor sarate va deveni mediul de viata pentru zoo si fitoplancton, care prin acumulare pe fundul lacurilor in urma ciclului anual de viata si in urma proceselor de descompunere, vor genera depozitele de namoluri terapeutice utilizate cu rezultate deosebite in tratamentul balneologic al diferitelor afectiuni.

Evolutia lacurilor nu se opreste insa aici. In decursul timpului, apele meteorice continua sa se acumuleze in lac determinand un proces de diluare a apei sarate. In acelasi timp transporta in cuveta lacustra material terigen din zona adiacenta lacului. Prin sedimentare, materialul terigen adus in lac intrerupe contactul direct dintre apa si masivul de sare, accentuand procesul de desalinizare si determinand o evolutie a acestuia in sensul indulcirii apei din lac.

3.Caracteristicile geomecanice ale sarii de la Turda

Cele mai recente date referitoare la caracteristicile geomecanice ale sarii de la Turda se gasesc in lucrarea [48], elaborata de S.C. MINESA S.A. Cluj-Napoca, care se prezinta in tabel 1, cu completarile facute de autorii acestei lucrari ce au tinut seama de legaturile dintre caracteristicile geomecanice ale rocilor, in general, si, care, pentru sarea gema, au fost prezentate in tabel 3.9 [16], [37].

Tabel 1. Caracteristicile geomecanice ale sarii de la Turda

Observatie: Nu au fost realizate determinari de dilatanta sau reologice.

Cu aceste valori se va face verificarea stabilitatii camerelor, a pilierilor si a planseului de tavan la salina Turda.

4.Verificarea stabilitatii camerelor, a pilierilor si a planseului de tavan la salina Turda

Verificarea stabilitatii camerelor se va face in functie de forma acestora si anume:

- verificarea stabilitatii camerelor Rudolf si Ghizela - camere mari trapezo-dreptunghiulare. A fost introdusa in aceasta grupa si camera Ghizela in ipoteza ca se va continua in viitor saparea ei;

- verificarea stabilitatii camerelor Iosif si Terezia care au forma de clopot.

4.1.Verificarea stabilitatii camerelor Rudolf si Ghizela

Mina Rudolf - de mare interes turistic- are deschiderea la tavan d = 12 m, latimea la vatra

D = 50 m si inaltimea totala I = 45 m.

4.1.1.Verificarea deschiderii la tavan a camerelor Rudolf si Ghizela

Dupa Procedeul W.Ritter

Pornind de la relatia 2.2 si luand in considerare caracteristicile geomecanice ale sarii de la Turda (tabel 1) la un coeficient de siguranta n = 6, rezulta:

Din relatia 2.3 pentru deschiderea reala a camerelor d =12m rezulta coeficientul de siguranta n = 11, care arata o stabilitate foarte buna a acestor camere. Pentru d = max.50m rezulta: n = 2,6.

Dupa Procedeul M.M.Protodiakonov

Aplicand relatiile lui Protodiakonov rezulta ca deschiderea maxima admisibila calculata cu acest procedeu este mai mare decat in cazul aplicarii procedeului W.Ritter si, in consecinta, stabilitatea este asigurata.

De altfel, conform relatiei 2.5, se obtine coeficientul de siguranta n = 14,7 corespunzator semideschiderii camerelor a = d/2 = 6m si n = 3,5 pentru semideschiderea camerei de a =d_max/2 = max.25m, valori mai mari decat dupa procedeul W.Ritter.

4.1.2.Verificarea lungimii camerelor Rudolf si Ghizela

Din relatia 2.6 rezulta ca pentru o deschidere m < 48m si un coeficient de siguranta n = 5, lungimea camerelor poate fi .

Chiar daca se ia in calcul deschiderea maxima a camerelor (d = L_c = 50 m) si se accepta un coeficient de siguranta n = 4, rezulta o lungime de 106 m, care este cu mult mai mare decat lungimea actuala de 80m a camerei Rudolf.

Daca in relatia 2.7 se introduc d = 12m, si caracteristicile geomecanice ale sarii de la Turda (v.tabel 1) se obtine n = 11,3. Pentru d =max.50m si L = max.80m, rezulta n = 4,4.

Asadar, camera Rudolf, cat si Ghizela (daca va continua saparea acesteia) sunt stabile din punct de vedere al lungimii lor.

4.1.3.Verificarea inaltimii camerei Rudolf

Pentru determinarea inaltimii acestei camere (fig.2.3 - Ipoteza I si fig.2.4- Ipoteza a II- a) se iau urmatoarele date de intrare:

,,,d=12m,h₁=15m, , D = = 50m .

In cazul primei ipoteze, pornind de la relatia 2.8 pentru n = 4,17 de unde rezulta se ajunge la ecuatia:

Inlocuind:

h = x - 92, rezulta:

care este de forma:

Deoarece:

Acesta este cazul ireductibil si in consecinta:

, unde: = arccos, si

Efectuand calculele , rezulta:

x = 122m, de unde: h = 30 m

Cu aceasta valoare a coeficientului de siguranta: n = 4,17 - camera Rudolf este stabila la limita.

In cazul celei de a doua ipoteze, pornind de la relatia 2.13, pentru n = 3,34; ; , rezulta:

Inlocuind pe h = x -104,4, se obtine:

Prin rezolvare, rezulta:

x = 146,4 respectiv h 42m

De aici rezulta inaltimea peretilor verticali H = 42 -15 = 27m < 30m.

Cu aceasta valoare a coeficientului de siguranta (n=3,34) conditia de stabilitate nu este satisfacuta. Daca se micsoreaza coeficientul de siguranta la n =3 aceasta conditie va fi indeplinita.

Pentru a determina coeficientul de siguranta corespunzator inaltimii reale a camerei se folosesc relatiile 2.9, 2.10 (Ipoteza I), si respectiv relatiile 2.14, 2.15 (Ipoteza a II-a), pentru h = 45m, cu datele de intrare folosite mai sus.

In Ipoteza I, pentru h = 30m, se obtin din 2.9: A = 0,16 si B = 16,06, iar din 2.10 rezulta:

n = 3,9.

In Ipoteza a II-a, pentru h = 45m, din 2.14 se obtin: A = 2,11 si B = 21,39 , iar din 2.15 rezulta: n = 3,2.

4.2.Verificarea stabilitatii camerelor Iosif si Terezia

Cele doua camere au forma de clopot cu inaltimile de 87-90 m si diametre cuprinse intre 6..7080m.

In calculele de verificare a inaltimii si diametrului acestor camere se vor lua in considerare urmatoarele date de intrare (cazul cel mai defavorabil):

h = 90m, D = 80m, ,

si .

Din relatia 2.24 (Ipoteza I) pentru n = 3, de unde rezulta u = 11 si v = 23, se obtine:

h = 97m, iar D = 86m.

Cum camerele Iosif si Terezia au inaltimile maxime h = 90 m si diametrele maxime D = 80m, rezulta ca acestea vor fi stabile, cu o mica rezerva de stabilitate.

Daca se aplica ipoteza a II-a, relatia 2.28, pentru aceleasi conditii ca si in cazul primei ipoteze, rezulta pentru: n = 2; u = 16; v = 34 o inaltime h = 106m si un diametru D = 94m.

Asadar, pentru , dupa ambele ipoteze, este satisfacuta conditia de stabilitate.

Daca se ia in considerare si camera Anton (fig.1), in care au fost deversate resturi menajere, care nu intra in circuitul turistic, dar a carei stabilitate afecteaza (prin unghiul de scufundare), stabilitatea de ansamblu a salinei Turda, atunci, aplicand prima ipoteza (ecuatia 2.24), rezulta pentru: n = 3; u = ; v = 22,65 o inaltime h_calc = 96m > h_real = 75m si un diametru D_calc = 85m > D_real = 77m.

Asadar, la un coeficient de siguranta camera Anton este stabila.

Daca se aplica cea de-a doua ipoteza (relatia (2.28), in aceleasi conditii, rezulta: h = 52m si D = 46m, conditie de stabilitate neindeplinita.

Micsorand coeficientul de siguranta la n = 2 u , v , rezulta h = 78m si D = 90m.

Asadar, pentru , dupa ambele ipoteze, este satisfacuta conditia de stabilitate a camerei Anton.

Pentru a determina coeficientul de siguranta corespunzator inaltimii reale a camerelor Iosif si Terezia, h_max = 90m si D_max = 80m, se folosesc relatiile 2.25, 2.26 (Ipoteza I) si respectiv relatiile 2.29, 2.30 (Ipoteza a II-a) cu datele de intrare folosite mai sus.

In Ipoteza I se obtin din 2.25: A = 11,06 si B = 45,63, iar din 2.26 rezulta: n = 3,2

In Ipoteza a II-a, din 2.29 se obtin: A = 5,53 si B = 18,79 , iar din 2.30 rezulta: n = 2,4.

Asadar, pentru , dupa ambele ipoteze, este satisfacuta conditia de stabilitate a camerelor Iosif si Terezia.

In cazul camerei Anton pentru h = 75m si D = 77m, procedand in mod analog, se obtin:

n = 3,3 - dupa Ipoteza I si n = 2,4 - dupa Ipoteza a II-a.

Asadar, pentru , dupa ambele ipoteze, este satisfacuta conditia de stabilitate si a camerei Anton.

4.3.Verificarea dimensiunilor pilierului dintre camera Rudolf si camera Ghizela

Acest pilier are dimensiunile: latimea, L_p = 25 m, inaltimea, I_p = 60 m. Ambele camere au latimea L_c = 50m.

In consecinta:

Verificarea latimii pilierului - stabilitatea lui - va fi realizata dupa doua procedee si anume:

Dupa Procedeul V.V.Sokolowski-K.V.Ruppeneit

Asa cum rezulta din paragraful 2.3.2.2 acest procedeu se bazeaza pe stabilirea tensiunii limita si a tensiunii efective care actioneaza asupra pilierului.

Din relatia 2.44 rezulta:

Pentru calculul tensiunii limita, in conformitate cu relatia 2.42, trebuie sa se cunoasca valoarea coeziunii aparente, care se determina din infasuratoarea cicloidei (fig. 3) de unde rezulta

C_m = 50 daN/cm² = 5 MPa.

Fig.3. Infasuratoarea cicloida continuata cu o dreapta dupa

K.V. Ruppeneit pentru sarea de la Turda

Cum: si = 1,2 din relatia 2.42, rezulta:

.

Asadar, din 2.45 si respectiv 2.46 rezulta: = 0,13 si n = 7,7.

In conformitate cu aceasta metodologie de calcul si tinand seama de tabel 2.2, rezulta ca acest pilier prezinta stabilitate pentru o perioada mai mare de 20 de ani.

Dupa Procedeul K.V. Ruppeneit

Se calculeaza coeficientul de siguranta din relatia 2.46, unde se obtine din 2.49, iar din 2.50.

Cu datele de intrare: ( deci este un pilier ingust), = 0,523rad., , = 0,675MPa, si a = L_p/2 =12,5m din relatia 2.48 rezulta:

Din relatia 2.49 rezulta:

Din relatia 2.50 rezulta, tinand seama ca deasupra pilierului sunt 20m de roci acoperitoare cu :

Asadar, din 2.51 se determina = 0,15, iar din 2.52: n = 6,

Comparand aceste valori cu cele din tabel 2.2, rezulta ca acest pilier prezinta o stabilitate pentru o durata mai mare de 20 de ani.

4.4.Verificarea stabilitatii planseului de tavan

Dupa cum rezulta din fig.1, planseul de sare de deasupra camerelor Rudolf si Ghizela are o grosime variabila, dar nu mai mica de 10 m, iar grosimea rocilor care acopera acest planseu este de aproximativ 20 m (amestec de roci pamantoase) si au si rezistenta la tractiune nu mai mare de (tabel 3.21)

Considerand coeficientul de siguranta n = 4, pentru care durata de stabilitate a planseului este mai mare de 70 ani - tabel 2.5), coeficientul B = 3,22 - pentru placi patrate- (tabel 2.4) si coeficientul - pentru sare - incarcarea suplimentara care actioneaza asupra planseului cu deschiderea va fi, conform relatiei 2.62,

Considerand planseul ca o placa incastrata pe contur, grosimea acesteia se determina cu relatia 2.60 si anume:

< 10m

Daca se va calcula grosimea necesara de planseu in functie de marimea sarcinilor care actioneaza asupra lui, aplicand relatia:

, unde - grosimea nominala a planseului: 10m  

rezulta:

Din relatia:

, unde este deschiderea la tavan a camerei, adica L_c==12m, rezulta:

, iar

si

Comparand aceste date cu cele din tabel 2.5, rezulta ca planseul este stabil pentru o durata mai mare de 70 de ani.

Calculand grosimea planseului dupa principiul grinzilor incastrate (relatia 2.67) si stiind ca rezulta, pentru n = 5:

< 10m.

Toate cele trei procedee aplicate demonstreaza ca planseul este stabil.

Pentru determinarea exacta a coeficientului de siguranta corespunzator grosimii reale a planseului se utilizeaza relatiile 2.63 si 2.64, pentru aceleasi date de intrare folosite mai sus.

Astfel, considerand grosimea minima a planseului h = 10m, din 2.63 se obtin: C = 63,4 si

D = 603,93, iar din 2.64 rezulta: n = 8,4.

Din relatia 2.68 rezulta: n = 10,4.

Asadar, planseul din tavanul camerelor Rudolf si Ghizela are o stabilitate foarte buna.

Concluzii finale

In acest capitol a fost realizata o verificare a stabilitatii camerelor, a pilierilor si a planseului de tavan de la Salina Turda.

Se face precizarea ca in aceasta salina nu se mai desfasoara activitate productiva din 1932. In timpul celui de-al doilea razboi mondial, galeria de coasta Franz Iosif a fost folosita ca spatiu de depozitare pentru marfuri alimentare, iar in camera Anton au fost abandonate unele marfuri alimentare perisabile, care si astazi dau un miros neplacut.

Cu toata vechimea ei, calculele teoretice, cat si realitatea practica ne arata ca elementele de baza - camere, pilieri, plansee, sunt stabile si in continuare. In afara unor fisuri mici - care ar trebui urmarite - nu s-au semnalat alte puncte slabe ale complexului camera - pilier - planseu.

Deoarece salina este redata in circuitul turistic si terapeutic, sunt necesare determinari reologice, pentru a putea stabili cu suficienta precizie marimea gradului de solicitare maxima admis, pentru stabilitate pe timp nelimitat.

De asemenea, este necesara verificarea - cu ajutorul unor metode numerice - a stabilitatii intersectiei dintre camerele Rudolf si Terezia, operatie care nu poate fi rezolvata prin metodele matematice clasice.