GAS HYDRATE DISSOCIATION STRUCTURES IN SUBMARINE SLOPES
Iain Gidley
Civil Engineering - University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada, idcgidle@ucalgary.ca
Jocelyn Grozic
Civil Engineering - University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada, jgrozic@ucalgary.ca
RÉSUMÉ
Perpétrations à l'équilibre thermodynamique de sédiments chargés d’hydrates peuvent induire la dissociation des hydrates gazeux et libérer de larges quantités d’eau et de méthane gazeux. Cette eau et ce gaz ainsi produits provoqueront, en fonction des sédiments environnants, une augmentation de pression des pores, une expansion volumétrique, et/ou un fluide permettant aux gaz de s’échapper, ce qui a pour effet de diminuer la stabilité du sol. Ce papier analyse les résultats des tests en laboratoire, tests utilisant un modèle physique à petite échelle de sols sous-marins avec inclusions d’hydrate. Les sols sont modélisés par la Laponite, une argile synthétique qui enfle dans l’eau et produit alors un gel thixotropic incolore et clair. Les inclusions d’hydrate disposées en strates et en nodules sont créées à partir d’un réfrigérant synthétique (R-11) d’hydrates. Il a été démontré que les hydrates R-11 ont des propriétés structurelles similaires à celles qui se produisent naturellement pour les hydrates de méthane. L’objectif de cette expérimentation est d’observer le chemin suivi par le fluide permettant aux gaz de s’échapper et le plan de glissement qui s’ensuit dû a la dissociation des hydrates R-11. Ces glissements sont observés par une caméra à haute vitesse et haute résolution.
ABSTRACT
Perpetrations to the
thermodynamic equilibrium of
hydrate-laden sediments can induce gas hydrate dissociation and result
in the
release of large quantities water and methane gas. Depending on
the surrounding
sediments, the produced gas and water will cause increased pore
pressures,
volumetric expansion, and/or fluid escape structures all of which have
the
effect of reducing the soil stability. This paper examines the
results from
laboratory tests performed using a physical, small-scale model of
submarine
soils with hydrate inclusions. The soils are modeled using
Laponite, a
synthetic clay which swells to produce a clear, colorless thixotropic
gel when
dispersed in water. Hydrate inclusions in the form of layers and
nodules are
created from R-11 refrigerant. R-11 hydrates, which form at low
temperatures
and atmospheric pressures, have been shown to have similar structural
properties to naturally occurring methane hydrates. The objective
of the
experimental program is to observe the path of the fluid escape
structures and
the subsequent slip plane that develops due to dissociation of the R-11
hydrate. The slopes are examined using high speed, high resolution
imaging.