考虑时变作用层状盐岩储能洞室群稳定性分析

发布时间：2019-09-28 20:17

【摘要】：因为盐岩自身特有的良好的密闭性与较低的渗透性，地下盐岩开挖后的洞室可为石油等能源提供了良好储存空间。我国盐岩储能洞群建设不仅将对国家的能源战略储备产生积极的影响，而且还将为我国社会经济的发展提供强有力的支持。然而，近年来国外盐岩地下储能洞室时有事故发生，事故发生后对当地社会和环境带来很大的影响。而且我国盐岩层有自身的特点，相对于国外的建造盐岩储库更复杂。因此对于考虑时变作用的层状盐岩储能库稳定性研究就有现实意义。鉴于此，本文主要对考虑时变作用的层状盐岩储能洞室群的稳定性展开研究。根据盐岩和含泥岩盐岩的短期和长期力学特性，通过有关实验结果，以及参考部分盐岩相关资料获得研究需要的相关参数，然后利用ABAQUS有限元软件建立不同状况的三维数值模型，，模拟在考虑地应力影响下盐岩洞室开挖和运行过程，从而对影响层状盐岩洞室群稳定性的有关因素进行分析研究。研究结果表明：含泥岩夹层对考虑时变作用的盐岩储能洞室体积收缩有抑制作用，单从体积收缩率看含泥岩夹层可延长盐岩洞室的使用年限；层状盐岩双腔在时变作用下其矿柱上的塑性区随矿柱宽度增加而减小，特别是矿柱宽度为2倍洞径时塑性区没有出现贯通现象，而矿柱宽度对于双腔考虑时变作用的体积收缩的影响没有明显有规律，所以对于合理矿柱宽度建议取2倍洞径；内压对于考虑时变作用层状盐岩洞室群的稳定性的影响较明显，在危险内压为6MPa作用下洞室群的体积收缩率减小较快，在时限为30年时减小25%以上。因此盐岩储能库在实际运行中要注意内压过小的问题，要将内压作为确保盐岩储能洞室群安全运行的重要因素；在盐岩洞室群平面布置中，正三边形平面布置的盐岩洞室群比正四边形和正六边形平面布置的盐岩洞室群更稳定，而且正三边形平面布置能更充分的利用盐岩层空间，因此，正三边形平面布置为最优化的平面布置形式。
【图文】：

盐岩,储能,分布比,储存库

[5]。现运行的盐岩储能库各国所占比例如图 1.1 所示。图1.1 现运行的盐岩储能库各国分布比例图我国拥有丰富的地下盐岩资源，在全国许多范围内有分布，埋藏于地下数十米至 4000m，具有良好的建设地下能源储存的地质条件[6]。国外在盐丘盐岩的力学特性研究已经有比较长的时间，也取得了许多成果及地下储存库建设经验[4]。然而与国外巨厚盐丘不同，我国的地下盐岩为层状盐岩，具有层数多、杂质含量高等特点[6]，两种盐岩的物理力学特性等存在较大差异。因此，不能直接照搬到我国的地下储存库建设之中。1.2 盐岩腔群稳定性研究现状盐岩洞室在不同条件及蠕变的影响下长期运行后其稳定性会发生变化，对于地下盐岩储存库群的稳定性的批判内容有储存库的稳定性、储存库的密封性、?

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ABAQUS数值计算步骤
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE822;TU45;TU91

【参考文献】