巖鹽蠕變特性試驗(yàn)研究及理論分析.pdf

1、巖鹽具有很好的隔水性和密封性，力學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，這使它成為建設(shè)地下硐室儲(chǔ)庫(kù)的理想介質(zhì)。我國(guó)目前處于鹽腔能源儲(chǔ)庫(kù)大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，從不同角度研究巖鹽蠕變特性，以及探究鹽腔儲(chǔ)庫(kù)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性是十分必要的。本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析及計(jì)算機(jī)模擬等，從不同角度研究了巖鹽在不同外界條件下的蠕變力學(xué)性質(zhì)，探討了其內(nèi)在機(jī)理。
　　①進(jìn)行了系統(tǒng)的巖鹽壓縮試驗(yàn)，并通過(guò)聲發(fā)射設(shè)備分析巖鹽破壞過(guò)程中的聲發(fā)射現(xiàn)象。通過(guò)試驗(yàn)得到了該地區(qū)巖鹽的基本力

2、學(xué)參數(shù)，探究了不同應(yīng)力及不同應(yīng)變速率條件下巖鹽的力學(xué)特性。通過(guò)壓縮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)巖鹽力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，離散性很小，多組重復(fù)試驗(yàn)得到的極限強(qiáng)度值基本一致。通過(guò)分析巖鹽壓縮過(guò)程中的聲發(fā)射現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在應(yīng)力峰值處巖鹽破壞時(shí)單位時(shí)間聲發(fā)射現(xiàn)象最多；在壓縮初期聲發(fā)射現(xiàn)象往往不明顯；應(yīng)變速率越高，單位時(shí)間聲發(fā)射現(xiàn)象數(shù)越高，累計(jì)聲發(fā)射現(xiàn)象數(shù)越低；在低應(yīng)變速率條件下壓縮初期甚至不會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象。利用分形理論分析聲發(fā)射現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)維數(shù)特征，發(fā)現(xiàn)巖鹽在受壓過(guò)程中

3、關(guān)聯(lián)維數(shù)會(huì)先呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在試件破壞前到達(dá)峰值，分析聲發(fā)射現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)維數(shù)變化趨勢(shì)可以得到巖鹽破壞的預(yù)兆信息。
　?、谶M(jìn)行了單軸和三軸巖鹽蠕變?cè)囼?yàn)，分析軸壓、圍壓及巖鹽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)巖鹽蠕變的影響。通過(guò)蠕變?cè)囼?yàn)發(fā)現(xiàn)由大晶粒組成的巖鹽蠕變后容易產(chǎn)生大變形，有很好的延性；當(dāng)圍壓一定時(shí)，軸向壓力越大，完成蠕變?nèi)齻€(gè)階段需要的時(shí)間越少，試件壽命縮短，穩(wěn)態(tài)蠕變應(yīng)變率越大；當(dāng)軸壓一定時(shí)，增加圍壓整體上可能降低蠕變應(yīng)變速度，甚至導(dǎo)致不會(huì)出現(xiàn)加速蠕變階段

4、。
　?、劢⒘藥p傷的巖鹽蠕變本構(gòu)模型，本構(gòu)模型很好地模擬了巖鹽蠕變的加速階段，通過(guò)Matlab擬合材料參數(shù)，由本構(gòu)模型得到的蠕變曲線(xiàn)與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。
　?、芙⒘说叵蔓}腔儲(chǔ)庫(kù)模型，運(yùn)用FLAC3D分析鹽腔儲(chǔ)庫(kù)在長(zhǎng)時(shí)間周期運(yùn)行下的穩(wěn)定性，分析運(yùn)行內(nèi)壓對(duì)鹽腔儲(chǔ)庫(kù)穩(wěn)定性的影響。在極限內(nèi)壓范圍內(nèi)提高運(yùn)行內(nèi)壓可以增加鹽腔的穩(wěn)定性；計(jì)算了不同運(yùn)行內(nèi)壓及不同運(yùn)行時(shí)間下腔體的最大流變量和溶腔收縮率，判斷了鹽腔儲(chǔ)庫(kù)在極限內(nèi)壓條件下運(yùn)行