注采气循环荷载作用下含夹层岩盐储库洞室粘弹塑性变形及稳定性分析

摘要

岩盐是一种低渗透、损伤自愈合的材料,被公认为是存储天然气的理想介质,然而,我国的岩盐矿中多含有泥岩夹层,在变形和强度方面与一般的岩体不同,加大了我国岩盐矿床地下能源储库的运行维护难度,充分考虑到这些问题,本文结合以往岩盐及层状岩盐的研究成果,根据岩盐储库在运行过程中存在的变形及稳定性问题,做了一些研究工作,取得了一些有益的成果。
　　1. 通过单轴和三轴试验,研究了岩盐和层状岩盐的蠕变特性。
　　2. 考虑储气库在运行过程中承受循环荷载的条件,采用数值分析软件FLAC3D,对层状岩盐天然气存储洞室进行数值分析。
　　3. 采用稳定运行内压,对层状岩盐天然气存储洞室进行对比分析。
　　4. 分别采用WIPP与PWIPP本构模型,分析层状岩盐天然气存储洞室的粘弹性、粘弹塑性变形及稳定性。
　　5. 研究结果表明,洞室围岩受循环荷载作用变形呈现出波动式,在粘弹性、粘塑性条件下,洞室收敛变形基本相同,都是呈现出凹凸状。考虑泥岩夹层弹性变形时,夹层处塑性区贯穿整个岩体,洞室在夹层处发生天然气泄漏,造成洞室失稳；考虑泥岩夹层塑性变形时,夹层处塑性区向周围岩体中扩展了约53米,并未贯穿整个岩体,洞室是稳定的。

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第一章 绪论

§1-1 研究的背景

§1-2 研究的意义

§1-3 本文的主要研究内容

§1-4 本章小结

第二章 岩盐的蠕变特性及本构模型

§2-1 引言

§2-2 岩盐的力学特性研究

§2-3 层状岩盐力学特性研究

§2-4 岩盐流变本构模型概述

§2-5 本章小结

第三章 层状岩盐储库粘弹性分析

§3-1 引言

§3-2 模型的建立

§3-3 储库洞室粘弹性变形分析

§3-4 本章小结

第四章 层状岩盐储库洞室粘塑性分析

§4-1 引言

§ 4-2 PWIPP粘塑性模型及计算参数

§4-3 储库洞室粘塑性变形分析

§4-4 储库洞室稳定性分析

§4-5 流变性泥岩夹层对洞室稳定性影响

§4-6 本章小结

第五章 结论与展望

§5-1 结论

§5-2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果