現(xiàn)階段,鹽穴儲氣庫因兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢而逐漸成為我國能源儲備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但事實(shí)上,國內(nèi)大多鹽穴儲氣庫庫址礦床均呈現(xiàn)出鹽巖與泥巖相間互層的不利建庫特征。泥巖夾層在水溶建腔階段往往難以被溶蝕,鹽層溶采后仍賦存于腔體內(nèi),在儲氣運(yùn)營階段,因復(fù)雜的受力條件與顯著的蠕變特性易出現(xiàn)失穩(wěn)垮塌,夾層一旦垮塌,其運(yùn)動沖擊效應(yīng)極易引發(fā)一系列災(zāi)害性問題,影響儲氣庫的安全運(yùn)營。因此,本文針對夾層穩(wěn)定性及垮塌災(zāi)害性的研究對于儲氣庫安全運(yùn)營及儲氣庫工程防災(zāi)減災(zāi)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對平頂山鹽穴儲氣庫腔內(nèi)泥巖夾層穩(wěn)定性評價問題,建立以夾層垮塌時間為評價標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性評價模型。首先,根據(jù)泥巖夾層基本特征,考慮力場耦合機(jī)制及泥巖軟化效應(yīng)等,利用彈性板殼理論建立夾層垮塌力學(xué)模型;其次,根據(jù)夾層巖樣蠕變實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用（H|N體）和（N|Y體）串聯(lián)組合形式描述其蠕變過程,建立蠕變本構(gòu)模型。結(jié)合夾層垮塌力學(xué)模型與蠕變本構(gòu)模型,進(jìn)一步構(gòu)建其垮塌時間計(jì)算模型,對不同工況夾層垮塌時間進(jìn)行計(jì)算,并對儲氣庫設(shè)計(jì)使用壽命為30年,夾層跨徑分別為10m、20m時垮塌臨界厚度進(jìn)行反演計(jì)算,據(jù)此實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定性評價。結(jié)果表明:夾層越薄、跨... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

對流法水溶造腔示意圖

圖 1.2 前人建立的泥巖夾層力學(xué)模型通過對模型的求解，得到泥巖夾層的極限垮塌跨度的計(jì)算公式[22,31]，如1。值得注意的是，該式考慮了多向力場耦合機(jī)制對夾層垮塌的影響，但并及到泥巖夾層的蠕變特性的影響。(1)1.22422max hrKED h（1.李銀平等人在總結(jié)鹽穴儲氣庫的相關(guān)問題時認(rèn)為造腔階段泥巖夾層在多場的控制下可能會發(fā)生強(qiáng)度失效型和穩(wěn)定性失效型破壞[32]。王志榮等人通集平頂山鹽田泥巖夾層巖樣，進(jìn)行單、三軸壓縮蠕變實(shí)驗(yàn)，得到巖樣常規(guī)參數(shù)及蠕變參數(shù)，分析了泥巖夾層的蠕變特性[33,34]，但并未將其運(yùn)用于夾層性評價中。.3.3 鹽穴儲氣庫夾層垮塌災(zāi)害性研究現(xiàn)狀事實(shí)上，針對鹽穴儲氣庫夾層垮塌災(zāi)害性評價的研究可從垮塌夾層的垮

1 緒論垮塌極限厚度為基礎(chǔ)進(jìn)行夾層穩(wěn)定性的評價。（4）建立包含儲氣庫溶腔體部件，泥巖夾層部件及高壓儲氣部件在內(nèi)的ABAQUS 有限元模型，求解垮塌后的泥巖夾層垮落沖擊效應(yīng)引發(fā)的動應(yīng)力響應(yīng)、沖擊波的影響范圍及對溶腔底板引發(fā)的侵徹深度響應(yīng)等一系列問題，并以此為基礎(chǔ)對垮塌災(zāi)害性進(jìn)行評價。1.4.2 技術(shù)路線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]循環(huán)荷載作用下巖石疲勞特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 肖建清.中南大學(xué) 2009

碩士論文
[1]互層狀鹽巖儲氣庫地表沉降機(jī)理與數(shù)值模擬研究[D]. 韓中陽.鄭州大學(xué) 2015
[2]鹽巖水平溶腔儲庫建造與運(yùn)行穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究[D]. 孟濤.太原理工大學(xué) 2013
[3]基于粒子群算法的數(shù)值方法研究[D]. 韋杏瓊.廣西民族大學(xué) 2009



本文編號：3360551