盐岩夹层蠕变特性实验研究与理论分析

通过对湖北应城盐岩夹层160 d的单轴压缩蠕变试验研究,可知湖北应城盐岩夹层具有良好的蠕变特性,盐岩夹层蠕变来自两部分,一部分为盐岩蠕变,另一部分来自夹层蠕变,且纯盐岩蠕变率高于夹层,横向应变率大于夹层。根据试验结果,拟合试验曲线得出了盐岩夹层蠕变经验公式,由最小二乘法得到盐岩夹层蠕变经验公式拟合参数;并分析了曲线特征,建立了盐岩夹层蠕变理论模型,得出了盐岩夹层的粘弹塑性本构方程,为盐岩矿床油气储库的稳定性分析提供了依据。     

层状盐岩体中地下能源储库稳定性影响因素分析

层状盐岩是我国深都能源(如石油、天然气等)地下储存的重要方式,研究层状盐岩中储库稳定性的影响因素对于我国能源地下储存具有重要意义.基于宏观平均意义下考虑细观弯曲效应的三维Cosserat介质扩展粘弹塑性渐进破坏本构模型,运用FLAC3D通过数值模拟方法分析了硬质泥岩夹层含量、泥岩夹层与盐岩的刚度比对层状盐岩体中能源储存库稳定性的影响,同时对层状盐岩体中能源储库的运行内压、高径比、上覆层厚度等影响因素进行了分析,这将为我国含有硬质泥岩夹层的层状盐岩体中能源储库的修建和长期运营提供现实依据.     

盐岩地下储库运行期失效概率分析

基于响应面法,以有限元为基础,将极限状态曲面近似表示为随机变量的显式,结合蒙特卡罗方法提高失效概率的计算效率;储库整体属于串并联结构体系,根据失效准则确定失效概率最大的单元,以此为基础确定系统的失效模式,计算体系失效概率及可靠度。以金坛盐岩地下储气库为例,计算结果表明腔体中部失效概率随储气内压增大逐渐减小,内压达到一定数值时失效概率又逐渐增大;腔体上部及下部失效概率随内压增大逐渐增大。运行条件下,储库失效主要为内压较大时上部及下部结构的剪切失效。因此,运行过程中应对储气内压严格控制。     

地下水平盐岩溶腔内薄夹层滑移失稳分析

盐岩与非岩盐夹层界面的滑移破损,严重影响地下岩盐储气(油)库稳定性和密闭性。为建立地下水平岩盐储库内薄弱夹层滑移破坏的理论判据,从力学基础理论出发,以椭圆形断面水平岩盐储库为例,对溶腔内薄弱夹层进行了界面上的应力分析;利用经典的库仑莫尔准则,综合考虑储库深度、内摩擦角、内聚力、内压以及夹层位置等因素,定义了薄弱内夹层滑移破坏的稳定因子。通过算例,分析了各个因素与岩盐夹层交界面滑移破坏的关系。本研究结果可以为地下水平型储库设计关键参数的确定提供理论依据。     

层状盐岩力学特性与蠕变机理研究

对层状盐岩力学特性进行实验与分析,获取相应的力学特征参数,是盐岩地下溶腔蠕变特性数值模拟的必要步骤,是数值计算中力学模型的组成要素。本文通过单轴压缩、三轴压缩和压缩蠕变等实验,获取层状盐岩短期强度特性和长期蠕变特性的力学特征参数,为盐岩蠕变模拟提供必要的参数支持。在此基础上,本文对层状盐岩蠕变机理进行分析,并将对盐岩蠕变率方程进行解析,为构建盐岩蠕变本构模型作铺垫。     

盐穴储气库溶腔夹层应力分布规律

 针对层状盐岩地层水溶造腔过程中不溶性夹层的破坏坍塌现象,建立了夹层力学分析模型,应用小挠度薄板弯曲理论求解,得到了夹层剖面内各应力分量的分布规律。对夹层破坏坍塌条件进行分析,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果为盐穴储气库水溶造腔过程中夹层破坏坍塌的预测提供了理论依据和有效的计算方法。     

预制裂纹盐岩单轴力学特性及能量机制试验

盐穴储气库在水溶造腔时会产生大量溶蚀裂纹,为研究裂纹对盐岩强度和变形等力学性能的影响,利用MTS-815岩石力学实验系统,对不同参数裂纹盐岩的力学特性进行试验研究,采用对数应变对试验结果进行修正,分析了不同参数裂纹对盐岩的强度和变形的影响,并基于能量耗散理论分析其损伤破坏过程中的能量特征.结果表明:不同倾角裂纹降低了试样的峰值强度值,但降低量的多少与裂纹倾角大小未呈现明显的线性关系;不同长度的预制裂纹对盐岩峰值强度有明显的弱化作用,裂纹越长,弱化作用越大.外力做功产生的总应变能U绝大部分转化为耗散能Ud,小部分累积为可释放的弹性应变能Ue,导致盐岩内部产生损伤和塑性变形.破坏过程总能耗、耗散能、弹性应变能等,能量与应变关系曲线表现出明显的阶段特征;盐岩单轴压缩呈现压密阶段、弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段等4个阶段.     

含夹层盐岩非线性差异变形解析分析

现阶段随着能源(石油、天然气等)供应的危机,因此建立地下储存库是必要的.鉴于我国岩盐的分布情况和地质条件,如岩盐央层多,杂质多等互层岩盐的特点,研究含夹层岩盐的非线性差异变形是必然面临的问题.这对进一步研究舍夹层岩盐储库洞室的稳定性研究提供了参考价值.因此本论文研究的内容无论是在理论是还是在实际工程应用中都具有价值.     

盐岩蠕变对固井质量的影响

盐岩具有较好的可塑性,在钻井及固井过程中易发生塑性变形或蠕动流动,经常造成盐岩层段固井水泥胶结较差。为给盐层段固井质量评价提供理论依据与指导,通过盐岩力学及蠕变实验获取了盐岩力学特征及蠕变特性参数,构建了盐岩蠕变模型,分析了研究区的实际工程资料。结果表明：相同应变条件下,围压越大,盐岩承载能力越强,弹性模量越大;不同围压条件下,盐岩表现为典型弹塑性变形特征,盐岩破坏类型为扩容破坏;偏应力越大,瞬时弹性应变越大,稳定蠕变应变率越大;随着盐岩的蠕变,固井二界面密封能力在短时间内迅速增大,1000h后增速变缓并以一较小的稳定速度继续增大,且工程实践与数值模拟结果得到相互验证。可见评价模型与方法对盐岩层段固井质量评价具有积极实践意义,亦可对其他地区类似地层提供有意义的借鉴。     

层状盐穴储库中三种典型岩石蠕变特征

为研究中国盐穴储库中三种典型岩石的长期蠕变特征,展开了纯盐岩、含盐泥岩以及钙芒硝盐岩单级加载时长为14 d、总时长约为60 d的单轴分级加载蠕变试验,并对蠕变过程中盐岩的轴向及横向蠕变应变进行了测量。试验结果发现:①蠕变破坏后,纯盐岩的变形远大于含盐泥岩、钙芒硝盐岩,纯盐岩的最终轴向、横向蠕变应变量分别为5. 70%、-2. 93%,含岩泥岩最终轴向、横向蠕变应变量分别为1. 09%、-0. 67%,钙芒硝盐岩最终轴向、横向蠕变应变量分别为0. 32%、-0. 14%;②纯盐岩的长期强度低于含盐泥岩,钙芒硝盐岩强度最高,纯盐岩试件对应的长期强度约为11. 26 MPa,为短期抗压强度的45. 04%,含盐泥岩的长期强度值为21. 50 MPa,为短期抗压强度值的47. 78%,钙芒硝岩盐的长期强度最高,达到37. 42 MPa,为短期强度的49. 89%;③轴向、横向等时应力-应变曲线拐点能够相对应,基于横向蠕变曲线的等时应力-应变法能够确定盐岩的长期强度。     

岩盐溶腔覆岩移动规律的研究

用概率积分法研究了岩盐水溶开采引起的溶腔上覆岩层移动规律，得出了覆岩的移动表达式及溶腔中心点处覆岩的下沉及变形公式。其结果与模拟试验结果是一致的。     

非水溶液盐效应的静电作用研究

本文应用B.E.Conway等的静电盐效应理论计算了各种质子型和非质子型非电解质溶质在环丁砜+盐溶液中的盐效应常数。讨论了不同类型溶质和电解质相互作用的差别。结果表明:用单纯的静电模型描述离子与质子型溶质的相互作用是不全面的。     

岩盐水力压裂的破裂判据

岩盐的基本力学特性和破坏特征的实验结果表明,岩盐是一种“杨氏模量/强度（E/S）”比值极低的特殊软岩,其破坏遵循变形破坏准则,根据最大拉应变强度理论建立了岩盐水力压裂时计入铅直应力效应的破裂判据,并建议一般应采用单轴压缩实验来确定临界拉应变值,该判据与实验结果极为一致,适应于各种应力状态政下任何具有较小E/S比值的软岩。     

采动滑坡的机理分析

采动滑坡是指在地下开采影响下,由于上覆岩体变形破坏而引起的山体滑坡。已有文献多从滑坡学角度研究此问题。本文应用开采沉陷理论较为系统地分析了采动滑坡发生的机理,初步建立开采沉陷学和滑坡学之间的联系。     

重庆城市滑坡及崩塌的发育规律分析

分析了重庆城市滑坡、崩塌与地质构造、岩性、地貌、暴雨和人类活动的关系;总结了重庆城市滑坡、崩塌的发育规律.在此基础上预测了滑坡、崩塌的发展趋势.     

采动影响下松藻矿区近地表溶洞的变形破坏规律

针对松藻矿区地质采矿条件,从弹性力学和随机介质理论出发,导出了采动地表溶洞顶板拉裂及稳定性计算模型;建立了溶洞跨距、埋藏深度及开采移动变形之间的数学关系;分析了在松藻矿区基岩裸露条件下,浅地表溶洞受采动影响的变形破坏规律。     

近距煤层上行开采底板稳定性分析

通过现场掘探巷实测，取样测定底板岩层物理力学参数，并在相似模拟和数值计算基础上，分析了条带采空区上近距离煤层上行开采工作面底板稳定性，探讨了底板关键层的失稳机理，提出了确定可行开采方法的原则     

无间柱连续采矿的岩石力学优化

金属矿山实现采矿连续工艺已成为采矿技术发展的大趋势,无间柱连续采矿是井下高阶段、一步骤回采的高效采矿技术．作者在阐明无间柱连续采矿技术思路和优点的基础上,采用有限元数值模拟法,对地下金属矿山阶段开采留间柱和不留间柱以及不同回采顺序的地压规律进行多方案分析和比较,为无间柱连续采矿的应用提供了理论依据．     

石灰桩基础托换处理湿陷事故实例分析

通过对某一建筑湿陷事故的处理 ,分析了石灰桩基础托换技术在处理地基湿陷事故中的机理及效果。结果表明 ,在基础不太宽的情况下 ,处理效果良好 ,可取得明显的技术和经济效益