含夹层岩盐储库渗透性与密闭性研究

论文摘要

在能源日趋紧张的今天,战略性储备就显得尤为重要,而岩盐储库以其优良的特性成为许多国家的首选。我国在这方面起步较晚,国内岩盐存在层数多、夹层薄和层内杂质不均匀的不利因素,加大了我国岩盐矿床地下能源储库和核废料处置库洞室的建造难度。不仅要考虑岩盐矿体的渗透性、密闭性、溶腔的蠕变收敛性、矿柱的稳定性外,还要充分考虑夹层的存在对上述性质的影响。本文结合以往岩盐及含夹层岩盐研究的成果,根据目前岩盐储库渗透特性和密闭性研究存在的问题,主要做了以下几个方面的工作:1、通过单轴和三轴试验总结了岩盐尤其是含夹层岩盐的蠕变特性,并对蠕变损伤做了进一步的探讨。2、通过数值分析软件FLAC3D对含夹层岩盐洞室进行蠕变数值模拟,在恒定内压下采用不同参数的软、硬夹层来分析夹层性质对岩盐洞室渗透性和密闭性的影响。3、改变储库内压以及模拟周期工作内压来确定不同工况下岩盐洞室的收敛规律和内壁蠕变损伤问题,从而探讨洞室渗透性和密闭性。研究发现,性质差异很大的夹层在长期蠕变过程中的破坏形式也不同,硬夹层的破坏始于岩盐,而软夹层破坏相对复杂,可能存在压缩和剪切的多重破坏。工作内压的改变对洞室密闭性和渗透性有一定影响,总体来说,在合理范围内高内压更利于洞室稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 研究背景和意义
• §1-2 国内外研究现状
• 1-2-1 岩盐的强度和变形特性
• 1-2-2 岩盐的渗透性研究
• 1-2-3 含夹层岩盐研究现状及存在问题
• §1-3 本文研究内容和研究方法
• 第二章 岩盐的蠕变特性及本构模型
• §2-1 引言
• §2-2 岩盐蠕变特性
• §2-3 岩盐蠕变本构模型
• 2-3-1 研究方法
• 2-3-2 蠕变本构模型
• §2-4 岩盐的蠕变损伤
• 2-4-1 岩盐蠕变损伤模型
• 2-4-2 岩盐蠕变损伤机制
• §2-5 含夹层岩盐蠕变特性研究
• §2-6 本章小结
• 第三章 含夹层储库渗透性分析及数值模拟
• §3-1 引言
• §3-2 含夹层岩盐洞室渗透特性分析
• 3-2-1 岩盐矿床地下储气库的设计、建造与检测
• 3-2-2 计算模型的建立
• 3-2-3 边界条件及本构模型
• 3-2-4 工况模拟
• §3-3 本章小结
• 第四章 变换内压对岩盐洞室密闭性的影响
• §4-1 引言
• §4-2 含夹层岩盐洞室的密闭性分析
• 4-2-1 洞室内压确定准则
• 4-2-2 工况数值模拟
• 4-2-3 运行工况模拟
• §4-3 本章小结
• 第五章 结论及展望
• §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