鹽巖地層被國際上公認(rèn)為是石油、天然氣等能源地下儲(chǔ)存的理想介質(zhì)。蠕變特性作為鹽巖最為典型的力學(xué)性質(zhì)之一,與鹽巖儲(chǔ)存庫的長期穩(wěn)定性密切相關(guān)。本文基于鹽巖單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果,從位錯(cuò)理論出發(fā),建立了一個(gè)鹽巖蠕變細(xì)觀模型;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)我國鹽巖礦床的特點(diǎn),利用FLAC3D軟件對(duì)水平鹽穴儲(chǔ)氣庫的長期穩(wěn)定性進(jìn)行了模擬分析,并根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果給出了相關(guān)建議。本文主要研究工作和取得的研究成果如下:（1）對(duì)鹽巖試件開展了不同軸向應(yīng)力下的單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),基于試驗(yàn)結(jié)果,分析了軸向應(yīng)力水平對(duì)鹽巖瞬時(shí)應(yīng)變、蠕變速率、衰減蠕變應(yīng)變、穩(wěn)態(tài)蠕變應(yīng)變的影響規(guī)律;利用等時(shí)應(yīng)力—應(yīng)變曲線拐點(diǎn)法確定了鹽巖的長期強(qiáng)度,并根據(jù)鹽巖最大衰減蠕變應(yīng)變量隨軸向應(yīng)力的變化規(guī)律,提出了一種巖石長期強(qiáng)度的確定方法。（2）從晶體位錯(cuò)理論出發(fā),研究了鹽巖晶體內(nèi)位錯(cuò)密度和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度等細(xì)觀變量在蠕變過程中的演化規(guī)律,并通過Orowan方程將細(xì)觀變量演化規(guī)律與鹽巖宏觀蠕變行為聯(lián)系起來,建立了一個(gè)參數(shù)少且能反映細(xì)觀結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的蠕變細(xì)觀模型,給出了模型參數(shù)的確定方法,并對(duì)模型參數(shù)的敏感性進(jìn)行了分析。（3）利用鹽巖單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果對(duì)細(xì)觀蠕變模型... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文15同時(shí)獲得鹽巖的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、粘聚力和內(nèi)摩擦角等基本力學(xué)特征參數(shù)。為達(dá)到這一研究目的，對(duì)鹽巖試件進(jìn)行了鹽巖單軸壓縮試驗(yàn)和不同圍壓水平下的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)過程具體分為如下步驟：（1）鹽巖單軸壓縮試驗(yàn)①安裝鹽巖試件；②開啟軸壓加載系統(tǒng)，按位移控制的方式進(jìn)行加載，加載速度為0.1mm/min，并對(duì)試件加載全過程的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，直至試件發(fā)生破壞。（2）鹽巖常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)①安裝鹽巖試件；②以0.05MPa/s的加載速率施加圍壓至設(shè)定的應(yīng)力水平，即4MPa，8MPa和12MPa；③保持圍壓不變，以0.1mm/min的速度施加軸向荷載，并對(duì)試件加載全過程的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，在試件應(yīng)變值達(dá)到15％時(shí)，停止加載，試驗(yàn)結(jié)束。2.1.3試驗(yàn)結(jié)果分析（1）鹽巖單軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果圖2.3鹽巖單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線通過鹽巖的單軸壓縮試驗(yàn)，可得到圖2.3所示的鹽巖單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從圖2.3可以看出，總體而言，鹽巖的破壞過程可劃分為4個(gè)階段：（1）壓密階段：隨著荷載逐漸增大，鹽巖試件中天然存在的微裂隙、微孔隙等逐漸閉合，試件被壓密，宏觀上表現(xiàn)為鹽巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸向應(yīng)力軸彎曲。（2）彈性變形階段：該階段鹽巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線近似為直線。（3）塑性變形階段：隨軸向應(yīng)力增大，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離直線向應(yīng)變軸彎曲，直至達(dá)到峰值應(yīng)力。該階段初期，鹽巖內(nèi)部

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16晶粒沿著晶粒界面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，微裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展；此后，隨軸向應(yīng)力增大，微裂紋擴(kuò)展速度逐漸變快。（4）破壞階段：應(yīng)力—應(yīng)變曲線突然跌落。該階段鹽巖試件內(nèi)部產(chǎn)生大量的穿晶裂紋，并最終形成貫通性宏觀破裂面，導(dǎo)致鹽巖承載力迅速下降，發(fā)生失穩(wěn)破壞[41]。對(duì)圖2.3作進(jìn)一步分析，可得到表2.1所示的鹽巖單軸壓縮的強(qiáng)度參數(shù)。表2.1鹽巖單軸壓縮強(qiáng)度參數(shù)峰值應(yīng)變/%峰值應(yīng)力/MPa彈性模量/MPa泊松比4.7827.003000.040.30（2）鹽巖常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果通過鹽巖的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)，可得到圖2.4所示的鹽巖常規(guī)三軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由圖可知，在圍壓作用下，鹽巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可劃分為三個(gè)階段：（1）壓密階段；（2）彈性變形階段；（3）塑性變形階段。與鹽巖單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線相比，鹽巖常規(guī)三軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線中并未出現(xiàn)破壞階段，這是因?yàn)閲鷫涸谝欢ǔ潭壬舷拗屏他}巖的橫向變形，抑制了鹽巖內(nèi)部微裂紋的擴(kuò)展[41]。圖2.4鹽巖常規(guī)三軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)圖2.4所示的鹽巖常規(guī)三軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線作進(jìn)一步分析，可知：當(dāng)應(yīng)力較低時(shí)，鹽巖應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似為線性關(guān)系，這說明鹽巖具有一定的彈性變形能力；當(dāng)軸向應(yīng)力達(dá)到一定值后，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離線性。這是由于鹽巖試件中各處晶體顆粒的強(qiáng)度不同，隨著軸向應(yīng)力不斷增加，鹽巖試樣中晶體顆粒間膠結(jié)比較弱的地方率先破壞，導(dǎo)致該處晶體顆粒發(fā)生位錯(cuò)滑移，產(chǎn)生了塑性變形，從而導(dǎo)致巖樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線偏離了線性。此時(shí)若無圍壓存在或圍壓較低，則晶體

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3145484