【摘要】：鹽巖具有較高的密閉性、較低滲透性以及優(yōu)良變形特性,因此可被作為石油、天然氣等能源物質(zhì)的儲(chǔ)存介質(zhì)。鹽巖地下儲(chǔ)備庫施工過程較為便易,建設(shè)難度較小,投入成本較低,目前已成為世界各國(guó)常見的能源儲(chǔ)備方式,推動(dòng)了各國(guó)能源建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。鹽巖儲(chǔ)庫雖具備眾多優(yōu)勢(shì),但也因其特殊的物理力學(xué)屬性、儲(chǔ)庫運(yùn)營(yíng)過程中腔周壓力變化及高地應(yīng)力的作用,使得鹽巖儲(chǔ)備庫存在很多潛在的風(fēng)險(xiǎn)。鹽巖地下儲(chǔ)庫區(qū)地面沉降在眾多儲(chǔ)庫事故中屬于多發(fā)事件,且其他很多事故類型也都將引發(fā)庫區(qū)的地面沉降,且對(duì)于地面沉降的監(jiān)測(cè)、布控直觀有效,因此須針對(duì)地面沉降問題進(jìn)一步深入研究;另外,鹽巖儲(chǔ)備庫的建設(shè)中,腔體形狀、礦柱尺寸、腔群配置方式等關(guān)鍵因素均會(huì)對(duì)儲(chǔ)備庫的穩(wěn)定性起到重要的作用,針對(duì)眾多因素水平的分配與組合同樣須深入研究,以求達(dá)到預(yù)定的工程效果。本文以魯西南鄄城地區(qū)鹽礦開采工程為背景,利用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬及數(shù)學(xué)建模等研究手段對(duì)研究區(qū)地面沉降及腔群優(yōu)化配置問題展開研究,所得結(jié)論大致如下:(1)基于相似模型材料各類力學(xué)試驗(yàn)研究結(jié)果,所得的相似材料與原巖具備相似性,可反映原巖的力學(xué)性質(zhì);通過統(tǒng)計(jì)分析和參數(shù)優(yōu)化研究可得,優(yōu)化后泥巖、鹽巖及鹽巖夾層的各類力學(xué)參數(shù)較優(yōu)化前的數(shù)據(jù)離散性更小。(2)依據(jù)相似模型試驗(yàn)所得數(shù)據(jù),展開數(shù)值模擬分析,經(jīng)計(jì)算可得,鹽巖的塑性變形及后期蠕變產(chǎn)生的水平變形遠(yuǎn)小于豎向變形,數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果和分析結(jié)論為地面沉降預(yù)測(cè)模型的建立提供了理論基礎(chǔ)。(3)以最大變形理論和時(shí)效收斂理論為基礎(chǔ),分別建立地面沉降的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型,根據(jù)兩個(gè)模型理論假設(shè)的差異,闡述了兩個(gè)地面沉降動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)勢(shì)區(qū)間:在鹽巖儲(chǔ)庫區(qū)前期的沉降預(yù)測(cè)時(shí),應(yīng)選取時(shí)效收斂理論所獲取的沉降模型,而儲(chǔ)庫區(qū)后期沉降預(yù)測(cè)時(shí),應(yīng)選用最大變形理論所獲取的沉降模型。(4)選取腔群優(yōu)化配置須引入的關(guān)鍵因素:腔體形狀、礦柱寬度、儲(chǔ)氣內(nèi)壓,基于屈服接近度指標(biāo)對(duì)75組工況進(jìn)行計(jì)算,最終可得采用鄰角為120°的正六邊形腔群布置方式,其“危險(xiǎn)區(qū)”體積是最小的,在滿足儲(chǔ)存庫密閉性準(zhǔn)則條件下,腔體運(yùn)行壓力越大對(duì)于圍巖的穩(wěn)定性越有利,儲(chǔ)庫運(yùn)行壓力很小時(shí),腔群布置形式對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響顯著,當(dāng)運(yùn)行壓力大于5MPa時(shí),腔群布置形式和礦柱寬度對(duì)于圍巖穩(wěn)定性影響均弱化。
【圖文】：

邐山東大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑２．利用數(shù)值計(jì)算軟件對(duì)開挖形成的地下空腔展開力學(xué)特性分析，通過計(jì)算逡逑獲取腔體塑性區(qū)分布和關(guān)鍵點(diǎn)蠕變規(guī)律，以獲悉地下鹽腔在建造和運(yùn)營(yíng)期形態(tài)的逡逑變化形式，從而為地面沉降的計(jì)算提供理論依據(jù)。逡逑３．基于地下空間收斂的規(guī)律，尋求適用于鹽巖介質(zhì)的理論模型，開展地下空逡逑腔收斂的數(shù)學(xué)建模，從而推求地面沉降的動(dòng)態(tài)變化情形，獲取地面沉降動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)逡逑模型。逡逑４．在對(duì)腔群布置形式進(jìn)行分析時(shí)，選取有限差分軟件ＦＬＡＣ３Ｄ進(jìn)行分析計(jì)算。逡逑參考隧洞領(lǐng)域開展的力學(xué)分析研究，針對(duì)研宄區(qū)工程實(shí)際選取合理的計(jì)算指標(biāo)，逡逑并確定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)范圍，最終利用軟件ｆｉｓｈ語言編程計(jì)算，基于計(jì)算結(jié)果對(duì)腔群配逡逑置進(jìn)行優(yōu)化。逡逑ｊ邋—邐邋邐邐邐邐邐邋邐—邋—邋１逡逑

３０，００＂—３５。３７，３０＂，面積邋３２．３１ｋｍ２。逡逑工作區(qū)東距Ｓ２５９省道１．３ｋｍ，南距日東高速菏澤入口約２８ｋｍ，距日照一鄭逡逑州鐵路菏澤站約３３ｋｍ，交通十分方便（圖２－１）。逡逑ＪＳ＊邋Ｕ４ｔＣ，ｌ８，，邐３５＂逡逑＿邐廠，－逡逑—邋／ｔ邋Ｉ邋ｆ逡逑ＬＨＪ邋一邋７邋＼邐、＼＾、、逡逑３４－邋ｙ邐中邋｜邐Ｘ邐１邐Ｌ＿？１逡逑ｍｕ個(gè)邋３５逡逑圖２－１交通位置圖逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE972.2

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本文編號(hào)：2649555