夹层赋存特征对层状盐岩力学特性及储库长期稳定性影响分析-安全技术及工程专业论文.docx

摘要我国的盐岩矿藏具有夹层数目多、夹层厚度薄和软弱夹层多的特点，所以不 同夹层赋存特征下层状盐岩力学特性的研究是我国盐岩基础性研究的重点方向。 针对含不同夹层特征盐岩试样数量稀少且不易获取的现状，本文通过模型试验的 方法，首先压制具有不同夹层特征的层状盐岩型盐，然后对层状盐岩型盐进行常 规力学试验及长期蠕变试验，得到了不同夹层赋存特征下层状盐岩型盐的力学特 性变化规律。根据层状盐岩型盐的短期及长期力学特性，结合数值模拟对我国某 含密集细小夹层盐岩储气库进行了长期稳定性分析。主要研究内容及结论如下：1.选用与盐岩晶体力学性质更为接近的盐岩粉末或者颗粒做为层状盐岩相似 材料的骨料，通过单因素轮换法和正交试验法相结合的方法，获得了纯盐岩、硬 质夹层、软弱夹层及层状盐岩的相似材料及相似模型制作方法。并分析了各个因 素对模型力学性质的影响规律。2.通过模型试验的方法，分别得到了不同夹层厚度比、不同夹层层数、不同 夹层间距厚度比情况下硬质夹层盐岩和软弱夹层盐岩的变形特征及强度特性变化 规律。3.对含有不同夹层特征的硬质夹层型盐进行了多级加载方式下的长期蠕变试 验。分析了在不同偏压力条件下，改变夹层厚度比、夹层层数和夹层间距厚度比 对层状盐岩型盐稳态蠕变率的影响规律。4. 采用FLAC3D对含不同夹层赋存特征的盐岩储库进行了不同年限下长期流 变数值模拟，分析了夹层赋存特征对储库腔周塑性损伤区及腔体体积收缩率的影 响规律。5.在对含密集细小夹层盐岩储库进行长期稳定性分析时，把含密集细小夹层 的盐岩段视为复合岩层，通过复合岩层来达到简化模型的效果。然后将模型试验 获得的层状盐岩型盐短期及长期力学参数应用于复合岩层，从而获得更切合实际 的模拟结果。关键词：层状盐岩，型盐，夹层赋存特征，蠕变，稳定性ABSTRACTDomesticsalt rockresources havemanyinterlayers, which areoften veryweakand havethinthicknes.Therefor,studyontheeffectofinterlayeroccurrencecharacterson themechanicalpropertiesofmoldedlayeredsaltrockisquiteanimportantpartofthe domesticsaltrockbasicresearch.Inallusiontothesituationthatsampleswhichhave differentinterlaycharactersarenotrichanddifficulttoobtain,thispaperprovidesa newresearchmethod.First,themoldedsaltrocksampleswhichhavedifferentinterlay charactersweremadebythemeansofmodelexperiment.Afterthat,thesampleswere takentocarryontheconventionalmechanicaltestandlong-timecreeptestinorderto obtainthelawofthemoldedsaltrock’smechanicalcharacters.Atlast,withtheresults ofnumericalsimulation,thelong-timestabilityofadomesticsalt-caverngasstorage withdenseinterlayswasanalyzed.Themainresearchcontentsandconclusionsareas follows:Saltrockpowderorparticlewhosemechanicalpropertywasmuchmoresimilar tosaltrockcrystalwastakentobethemainrawmaterialofthesimilarmaterial. Modelingmethodsofpuresaltrock,hardnessinterlayer,weakinterlayerandlayered saltrockwasobtainedthroughmono-factorandorthogonalexperiments,andthen,the influencesofthevariousfactorsonthemechanicalpropertiesofthemodelswas analyzed.Deformationbehaviourandstrengthcharacteristicscha