一、岩盐溶腔围岩地应力场有限元分析——计算模型与分析方法（论文文献综述）
郝铁生[1]（2016）在《层状盐岩水平储库破坏机理及稳定性研究》文中进行了进一步梳理盐岩内部构造致密,从而使得其渗透性极低,并且盐岩同时具有很好的流变特性,因此,国内外对在盐岩溶腔内进行油气存储已经达成普遍共识。我国的盐岩矿床均属于层状盐岩,其分层数目较多,并且单个盐层的厚度较薄。近年来,“双井水平定向对接连通”开采工艺已经广泛应用于国内盐矿开采,我国已经存在大量废弃的“水平型”溶腔。与国外巨厚盐丘不同,夹层的存在加大了“水平型”油气储库建造和运营中破坏的风险,并带来一系列的问题和挑战。随着西气东输工程的实施,急需对现有水平老腔进行合理筛选并加以利用,为了对现场实践提供技术支持,急需“水平型”油气储库周边夹层破坏规律的资料以及储库设计理论。本文以在典型层状盐岩矿床中建造“水平型”油气储库为工程背景,自制了含人工夹层盐岩试样,并进行了单轴压缩和常规三轴压缩实验,通过实验研究与理论分析相结合,理论研究与数值计算相结合的方法,研究了层状盐岩力学特性受夹层的影响及其破坏规律;在剪切应变能理论的基础上,进一步完善适用于盐岩和夹层材料的强度理论体系;分析并计算了层状盐岩矿床中水平油气储库周边夹层的破坏规律和范围,以及夹层的存在对水平油气储库运营的影响,主要研究内容如下:1.对纯人工夹层、纯盐岩以及含人工夹层盐岩试件进行了单轴和常规三轴压缩实验;在单轴压缩条件下,从夹层厚度、数目、倾角三个方面对比分析了含夹层盐岩力学特性的变化规律;在三轴压缩条件下,对比分析了纯盐岩和含夹层盐岩的力学特性参数及破坏特征的不同。2.以剪切应变能理论为基础,根据盐岩的破坏特点,建立了非线性三剪能量屈服准则;结合盐岩的常规三轴压缩实验和真三轴压缩实验结果,验证了该准则的正确性;通过与其他准则结果对比,验证了该准则精确性;利用其他非盐岩石的实验结果,同时验证了该准则对其他岩石的适用性。3.从弹性理论出发,基于理想化断面（圆形或椭圆形）水平盐岩溶腔,给出了溶腔顶部和溶腔内部的薄夹层滑移失稳的理论分析方法;在Mohr–Coulom准则的基础上,建立了薄夹层滑移失稳的条件,从而可以确定薄夹层失稳位置及范围;分析了溶腔内压、溶腔形状、溶腔埋深以及夹层倾角对薄夹层滑移失稳的影响规律。4.利用弹性理论,对水平溶腔顶部厚夹层界面上的应力状态进行了理论解析;在给定地质条件下,以Mohr–Coulom准则和非线性三剪能量屈服准则为基础,分别对厚夹层界面的滑移失稳和界面材料的强度破坏的影响因素进行了数值对比分析。5.以我国江苏金坛地区的地质条件为背景,采用数值模拟方法分析了溶腔顶部夹层对水平盐岩溶腔稳定性的影响;给出了含夹层水平盐岩储库矿柱最小安全宽度的确定方法,并对比分析了同步注采和不同步注采对矿柱最小安全宽度的影响;最终给出了该地区水平盐岩溶腔的设计参数和运营参数。
杨欣[2]（2015）在《盐岩静—动溶溶蚀特性与水溶建腔流体输运机理研究》文中提出由于国家能源安全和战略储备的需求,以及越来越大的核废料储存需要,近年来针对盐岩的基础研究已经成为国内岩土工程学科的研究热点之一。本文基于国家973计划项目“油气储库群建腔期灾变诱发机理”等科研课题,在已有研究成果的基础上,采用理论推导、室内试验和数值模拟相结合的方法,对盐岩溶蚀特性（包括不同影响因素下的静水溶解模型;不同流量下的动水溶蚀模型;考虑重力作用下的动水溶蚀模型）及盐岩水溶建腔流体输运数值计算方法以及数值计算方面进行了较为系统和深入的研究。论文主要研究工作和成果如下:①通过计算盐溶边界层浓度的分布,建立了盐岩静水溶解模型的常微分方程;在此基础上,推导建立了不同溶解面积、溶液浓度、溶液温度三种条件下的盐岩静水溶解模型,并求解出相应的解析解,用解析解拟合了他人的盐岩溶解试验数据,运用解析解从理论的角度解释和探讨了溶解试验获得的相关成果。②利用自行设计研制的盐岩动水溶蚀试验装置对不同流量下的盐岩动水溶蚀过程进行了试验研究,获得了盐岩在不同流量下、不同溶解时间下的动水溶解试验特性及变化规律;利用自行设计研制的盐岩动水溶解试验装置对重力作用下不同流量下的盐岩动水溶蚀过程进行了试验研究,获得了重力作用下盐岩在不同流量下、不同溶解时间下的动水溶蚀特性及变化规律。③根据盐岩的溶蚀特点,对盐岩动水过程进行了一定地简化和假设;在此基础上,考虑盐岩溶解和渗透的耦合因素,建立了盐岩动水溶蚀模型。运用有限差分法数值求解盐岩动水溶蚀模型的数值解,运用粒子群算法（PSO）对所建立的模型进行了参数反演,计算结果与试验结果比较吻合,表明本文所建立的盐岩动水溶蚀模型可以比较好地描述盐岩动水状态下的溶蚀机制。④根据盐岩的溶蚀特点,对考虑重力作用下的盐岩动水溶蚀机理进行了相应的简化和假设;在前文研究的工作基础上,分析了不同参数对溶解模型的影响,提出了参数D/δ与流速呈线性关系的假设,建立了重力作用下盐岩动水溶蚀模型。运用有限差分法数值求解盐岩动水溶蚀模型的数值解,并对本文所建立的模型进行了参数反演,计算结果与试验结果基本吻合。⑤对盐岩水溶建腔过程中流体输运和溶蚀过程的数学模型和数值计算方法进行了研究。通过指数变换的方法建立了二维对流扩散方程的差分格式,运用交错网格和SIMPLE算法以及三阶迎风型离散格式建立了二维不可压缩Navier-stokes方程的离散格式;运用本文计算格式进行数值试验计算二维对流扩散方程和方腔驱动流问题,计算结果与他人的计算结果进行了比较,结果非常接近,表明了本文数值解法的可靠性。⑥通过建立水溶建腔流体输运数学模型,对水溶建腔流体输运过程进行数值模拟研究,深入探讨和研究数值模拟的影响因素,并结合室内试验结果,对盐岩静水、动水两种情况进行了模拟研究,模拟的结果印证了本文静水模型的解析解和动水试验的结果。
苗腾蛟[3]（2015）在《昆明盐矿溶腔上溶顶板稳定性及覆岩变形研究》文中提出近年来,随着人类把盐类矿物作为重要的工业原材料,对于岩盐溶腔开采稳定性开展的研究也越来越多,越来越深入。本文以昆明盐矿项目为依托,采用物理力学试验、数值模拟等方法研究溶腔垂直上溶50-100m的稳定性,主要研究工作如下：（1）对研究区自然地理、经济地理、地质构造、地层岩性、水文、工程、环境地质等方面进行资料收集与分析,初步了解研究区的区域地质背景。通过工程,水文地质勘察,工程地质测绘,基本查明了研究区地层、构造、地下水类型、含（隔）水层特征、地下水补、径、排条件、工程地质岩组、结构面特征、环境地质等。（2）通过对研究区各类岩土体的采样、试验等工作,获取了相关工程岩组的物理力学参数。结合溶腔开采方法和相关数据对溶腔开采过程中溶腔可控性进行研究,得出溶腔开采可控性的重要结论——溶腔形态可以通过生产过程中的人为调控克服矿体本身内在因素对溶腔形态的影响,外部调控在溶腔形态发展中起着决定性作用。（3）基于溶腔所处的地质环境——已知顶板厚度,且顶板岩层比较完整、强度较高、层理厚,以及岩体物理力学性质,对五种现有计算地下硐室顶板稳定性公式进行了比较,最后选择了板梁理论来对溶腔开采稳定性进行理论计算。（4）运用ANSYS数值模拟软件对溶腔上溶开采后溶腔的稳定性进行计算,综合理论计算和数值模拟结果,只要保证在向上垂直扩溶过程中不发生侧向扩溶,保证矿柱的完整性和宽度不发生缩小,相邻腔体不连通,以目前的矿柱尺寸向上垂直扩溶50-100m后,溶腔顶板破坏的可能性小、矿柱发生整体破坏的可能性小,溶腔是稳定的,扩容是可行的。综合预测腔体大规模连通情况下,地表移动范围为以井口为中心约400m半径内。此研究方法及结论可以推广到类似的矿山开采研究中,具有一定的参考价值。
田源[4]（2014）在《盐穴型地下储气库溶腔形态变化规律及安全控制技术研究》文中研究表明利用地下盐穴空间储备能源和埋置有毒废料是当前世界各国实现能源战略储备和生态环保的热点发展方向之一。盐岩以其优良的蠕变特性、孔隙度低、渗透率小且损伤恢复能力强等突出优势被广泛用于天然气等能源储存、核废料等高放射性的地下埋置、二氧化碳的地下封存等。蠕变特性直接关系到盐穴型地下储气库长期运营的安全稳定性。因此研究蠕变力学机制以及特性对于实现盐穴储气库安全稳定长期运营具有重要的工程应用价值。文章总结整理了国内外学者对于盐岩蠕变机理和变性特征的研究成果,优选出蠕变本构模型,对盐穴型储气库溶腔由于蠕变导致的变形进行了理论分析和数值模拟,得到了相应的溶腔稳定运营措施。具体工作如下：（1）通过对国外盐穴型地下储气库事故进行统计整理,从理论上分析了由于蠕变带来的储气库事故以及相应的力学机制。（2）整理归纳了前人对盐岩短期强度特征以及蠕变试验的结果,分析了蠕变损伤机制以及盐岩在不同加载条件、不同应力下盐岩蠕变过程的变形特点以及蠕变速率的时间相关性。对经典蠕变本构模型进行了利弊分析,并优选出文章进行数值模拟的蠕变本构模型：Norton Power-Law模型。（3）通过对盐岩强度理论进行理论研究,整理了已有经典盐岩强度准则。对盐岩的三种破坏以及扩容特性进行了理论分析研究。并结合对于盐穴型储气库的运营期稳定性准则和可使用性准则,总结了不同盐岩破坏形式对应的判定准则。最后,给出了本文研究储气溶腔安全运营的判定指标：腔体围岩流变位移、溶腔体积收缩率、溶腔安全系数以及溶腔安全矿柱宽度。（4）根据某盐穴型储气库的实际工程情况,用有限元软件ANSYS建立了计算模型。通过程序接口将模型导入广泛用于岩土工程的有限差分软件FLAC3D中进行模拟计算：1)通过模拟储气溶腔的随运营年限增加溶腔的体积收缩情况,确定了最大运行内压、最小运行内压；2)通过模拟溶腔的腔周流变位移以及体积收缩情况,得到了最佳溶腔高径比；同时通过模拟不同运营年限下体积收缩率的情况,得到了理想腔体形状：上部分为近似椭球体、下部分为半球体的鸡蛋形腔体既能较好地满足腔体整体受力稳定,同时能有效控制运营后蠕变引起的腔体收敛；3)针对我国特有的含有泥岩夹层的盐岩体,研究了不同夹层含量对于抑制腔体围岩体流动以及溶腔体积收缩的作用；4)根据腔体围岩在不同运营内压不同运营年限下腔体围岩体的安全系数判定围岩体的损伤情况；5)借鉴经验公式,计算得到溶腔群腔体间安全矿柱宽度。（5）根据我国盐穴型地下储气库的具体情况,结合以上数值模拟计算的结果,提出关于储气库溶腔在造腔设计期间以及投产运营期间能有效抑制抑制由于蠕变导致的溶腔变形的相应控制措施。
汤艳春,周辉,许模[5]（2012）在《应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制研究》文中进行了进一步梳理通过分析岩盐应力-溶解耦合效应对盐腔水溶建腔过程的影响,研究应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制。研究表明,在盐腔成腔过程中,应力-溶解耦合效应对盐腔形状的影响不可忽略;应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制在于溶蚀作用下在水的溶蚀影响范围内的腔壁围岩力学性质发生变化,同时,由于腔壁边界处围岩力学性质的改变,造成盐腔内部溶蚀过程发生变化,从而使盐腔形态发生改变;根据应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制,建立应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔计算方法;使用编制的应力-溶解耦合作用下的盐腔形态变化计算程序以及FLAC计算软件对水溶建腔过程进行计算。计算结果表明,相比于纯溶解作用,应力-溶解耦合作用下计算得到的盐腔形状与实际溶腔形状较为符合。该研究成果可为进一步研究储库盐腔水溶建腔机制提供理论依据和分析基础。
陈结[6]（2012）在《含夹层盐穴建腔期围岩损伤灾变诱发机理及减灾原理研究》文中进行了进一步梳理我国目前正进入盐穴能源储库大规模建造时期，而国内盐矿地层中含有大量的难溶或不溶夹层，使得盐穴储库建造变得更加困难，从而增加了盐穴储库建造过程中发生灾变的可能性。因此，充分掌握含夹层盐穴储库建腔期灾变诱发机理，并提出合理科学的减灾理论和方案，这是保障含夹层盐穴储库安全成功建造的关键。含夹层盐穴储库水溶建造期最为关键的至灾因素是围岩损伤破坏而诱发的系列灾害，如围岩大变形造成套管鞋破坏，夹层软化垮塌砸弯或砸断造腔套管，腔体应力集中过大导致围岩失稳等灾害。因此，论文重点在掌握含夹层盐穴建腔期围岩损伤诱发灾变的机理，并基于相应的灾变机理提出科学合理的减灾方法。（1）利用荧光法和细观分析手段对岩盐及夹层岩体表面裂隙扩展特征开展实验研究，掌握了盐岩、夹层和层状盐岩裂纹扩展扩展特征，并建立了针对张拉裂隙的裂纹起裂判据。研究发现晶粒尺寸、夹层矿物成份、层状岩盐中岩盐部分与夹层部分的交界面形态对裂纹演化扩展均有影响，一般粗晶粒岩盐的强度和变形能力均要小于高纯度细晶粒岩盐。（2）分析卤水、温度、应力加卸等因素对腔体围岩的影响，获得了建腔期围岩损伤弱化规律，指出卤水对盐岩主要表现为溶蚀作用而浸泡弱化作用非常小，而卤水浸泡是夹层弱化的最主要因素，温度升高会促进弱化作用。（3）通过三轴卸围压试验揭示了盐岩在建腔期的变形机理，并建立考虑卸荷效应和蠕变的损伤本构方程。指出在轴压恒定的情况下，随着围压逐渐减小，盐岩不会出现体积收缩而是一直表现为膨胀变形。当围压卸荷到一定值时会出现加速卸荷扩容，标志盐岩内部裂隙开始发育。当卸荷完成后，试件变形进入蠕变状态，其蠕变速率受卸荷完成时的偏应力和围压控制。（4）分析损伤盐岩在不同温度、湿度、应力环境下的损伤恢复特征，掌握盐穴建造期环境下盐岩损伤自愈合机理，建立了损伤与愈合的关系式。研究表明，试件内部张开性裂纹增多，越不利于损伤恢复，但通过一定的围压作用压合裂隙，对损伤恢复有帮助。在有水份补给的条件下，温度的升高会促进晶体内的晶粒再结晶作用，而仅有温度作用，且水分不断蒸发减少时，温度会抑制损伤恢复。（5）利用“选定物理法则”搭建了模拟含夹层盐穴建腔期流场的相似模型实验平台，获得了含夹层盐穴造腔期腔内流场运移规律，指出腔内流场可划分为6个作用区：浮羽流区、对流扩散区、饱和沉淀区、缓冲扩散区、边界溶蚀区和瀑布流区。试验发现，注水流量、套管间距及相应的空间位置、夹层赋存状态、夹层数量和注水循环方式对流场运移均有影响。另外计算发现，卤水的非均匀流动对夹层也会产生不同程度的扰动水压力，但这种动水压力相对于夹层自身重力而言非常小，故卤水流动产生的压力不足以使夹层垮塌破坏。（6）基于盐穴建腔期围岩损伤弱化机理提出相应的减灾方案。根据含夹层盐穴造腔特点及夹层水软化机理，建立了预测夹层弱化垮塌模型。并针对含夹层盐穴腔体形状不规则，不利于造腔控制，设计开发出能模拟含夹层盐穴建造的造腔软件，可较好地解决含夹层盐穴形状过度畸形诱发灾害。（7）通过自行研发的造腔软件模拟多夹层盐穴水溶造腔过程中的腔体形状扩展过程，选取几个关键造腔阶段，并同时考虑盐穴建造期围岩损伤弱化特征，获得了几个关键造腔阶段围岩损伤区域分布规律。
张倩倩[7]（2012）在《深埋芒硝水溶开采溶腔长期稳定性研究》文中提出近年来随着盐类矿物作为工业原料的重要性和盐类矿床开采后的溶腔作为能源（石油、天然气、核废料等能源物质）储存场所的必要性，对盐类溶腔水溶开采和稳定性的研究越来越多，越来越深入。芒硝作为盐类矿床中硫酸钠矿床的主要提取物，广泛分布于现代盐湖矿床和古代盐类矿床中，是盐类矿物中分布最广泛的矿物之一。本文以江苏洪泽凹陷赵集次凹矿区为工程依托，采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的研究方法，对深埋芒硝矿床水溶开采溶腔长期稳定性等进行了较为系统深入的研究。论文的主要研究工作和成果有：①综合国内外研究成果，分析芒硝水溶开采溶腔短期和长期稳定性的影响因素，认为芒硝的蠕变特性是研究芒硝长期稳定性的重要参数之一。②对依托工程的芒硝、顶底板泥岩以及上层岩盐进行室内三轴蠕变特性试验。通过对试验结果的分析，获得了三种岩石的蠕变特性，在此基础上，选用Burgers模型来描述岩石的蠕变特性，并用最小二乘法对实验数据进行拟合，得到基于Burgers模型的参数。③根据依托工程岩层情况，用FLAC3D软件建立单溶腔三维数值计算模型，结合试验得到的岩石参数，分析计算不同流变时间、不同饱和卤水压力、不同跨径等因素对溶腔稳定性的影响规律以及对上覆岩层的移动规律。④用FLAC3D软件建立双溶腔和双溶腔连通的三维数值计算模型，根据实际工程情况，分析计算不同跨径和不同矿柱间距对芒硝溶腔稳定性的影响规律及上覆岩层的移动规律。得到本矿区合理的矿柱间距和连通开采合理的跨径，为工程的安全性和经济性分析提供依据。
徐素国[8]（2010）在《层状盐岩矿床油气储库建造及稳定性基础研究》文中认为基于西气东输工程,急需东部地区建造地下盐岩矿床储气库。由于我国盐矿床有单层厚度薄（60～100m）、软弱夹层多的地质特点,使油气储库建造的难度和复杂程度有所增大,与国外普遍利用深部盐丘建造油气储库的实践有很大的不同,同时夹层使油气储库的运行的稳定性方面有很大影响,急需层状盐岩矿床油气储库稳定性分析基础性的资料以及建造理论,对现场实践提供技术支持。本文以在层状盐岩矿床中以水溶建腔方式建造油气储库为背景,通过实验研究与理论分析相结合,数值分析与相似模拟相结合的方法,研究了与油气储库建造相关的盐岩溶解特性以及与含夹层储气库稳定性相关的盐岩力学特性,包括反复应力及应变率对夹层和盐岩的力学特性影响作用;对含夹层盐岩体的破坏方式进行了研究,并运用Fluent软件模拟研究了两种形状盐岩溶腔流场的运动形态及分布,对圆柱形溶腔内流场运移情况在实验室进行模拟。主要研究内容及结果如下:（1）溶解角度对岩盐溶解速率产生较大的影响,向上斜溶即-45°溶解角度下溶解速度最大。溶蚀角由-45°、-90°、0°、45°、至90°,盐岩的溶解速率逐步降低。-45°溶解角度下的溶解速率3 g /cm2*h比90°溶蚀角的0.5g /cm2*h溶解速率高6倍。钙芒硝盐岩的溶解速率比90°溶解角度下的溶解速率低三个数量级,属于极难溶盐类。（2）石膏干试件的平均极值强度为12.3MPa,盐水浸泡后,在反复加卸载作用下,石膏的强度并未降低,但是,在盐溶液中浸泡之后试件变形能力增强。含盐分泥岩与自然泥岩在强度上相当,无论在清水和饱和盐水中溶浸后,实验表明在20天的浸泡时间内,其强度和弹性模量都没有明显降低。（3）含夹层盐岩由于两种岩体的泊松比不同,导致横向变形不一致,在层状岩体交界面附近的岩块中产生的水平方向的附加应力,该附加应力使此处由单轴应力变为三轴应力状态。其中,弹性模量较大、泊松比较小的岩块变为三向压—拉应力状态;而弹性模量小、泊松比大的岩块变为三向压应力状态。层状岩盐的破坏形式上表现为:岩盐部分产生拉伸裂纹,表现为柱状劈裂;夹层部分为压拉破坏,表现为环状由外向内的锥形剪裂。在单轴应力-应变曲线上所表现为应力反复现象。（4）在循环加卸载作用下,芒硝盐岩试件强度有明显降低,卸载过程的杨氏模量略高于加载过程中的杨氏模量。加卸载过程中盐岩及含夹层盐岩杨氏模量随应力水平及加卸载次数的变化很小,初期循环加卸载曲线基本呈线性并重叠,随应力水平及循环次数的提高,滞回环现象才有轻微表现,但滞回环面积非常小.（5）岩盐试件的强度基本不受加载应变速率的影响,弹性模量随应变速率的增高略显增大,但增幅较小。盐岩的泊松比均随加载应变速率的增大而减小,表明横向变形能力减弱。随加载应变速率的增大,试件在应力达到峰值时的应变减小,其变形模量与加载应变速率呈对数关系:E 0 = 0.2Ln（ε?）+3.2（6）在单层岩盐矿床内,利用定向对接连通控制水溶开采技术,建造储库溶腔。储库断面形状近似圆形或椭圆形,断面直径约40～50m（小于矿床单层厚度）,水平向长度根据地质条件在500～1000m范围内。穿越夹层建造储气库优化方法的基本宗旨是,合理选择循环方式,运用混合建腔方法,实时调整中心管与中间管的位置,采用混合建腔方法。（7）以圆形溶腔为例进行数值模拟,分析得出储气库腔体半径小于30m建造阶段,油垫位置距注水口距离小于腔体半径（i<1）的条件下,腔壁附近流体运移平均速度随两管口间距的增大而非线性减小,两管口间距理想值可取20-30m;当油垫位置距注水口距离大于腔体半径（i≥1）时,两管口间距理想值>30m。（8）结合物理模拟与数值模拟结果分析,要加快腔壁盐岩的溶解及提高整个储气库建造速度,当腔体半径较小时,管柱间距不宜过大;当腔体半径超过30m后,可增大两管口距（40m以上）;另外,将注水管口的垂向出水改为小口径多孔水平射流,可极大提高腔壁附近溶质的对流,加快盐岩的溶解,提高储气库建造速度。
宋亮[9]（2010）在《芒硝力学性质及其水溶开采溶腔稳定性研究》文中研究说明近年来,水溶开采方法已广泛应用于盐类矿床开采,与常规的开采方法相比,水溶开采有增大开采深度、扩大可采储量;改善劳动条件、提高劳动生产率;减轻环境污染等许多优点。全球能源危机日益严重,水溶开采后的溶腔还越来越多的用于国家战略能源的地下储存。本文以江苏洪泽赵集芒硝矿项目为依托,分别通过物理力学性质试验、数值模拟等方法研究芒硝水溶开采溶腔的稳定性,具体研究工作如下:①综合国内外研究成果,对水溶采矿的基本原理进行分析。总结影响盐类水溶开采溶腔稳定性的原因,选取溶腔几何尺寸、内水压、地应力和溶腔间距等几个影响稳定性的因素进行数值模拟研究。②从江苏洪泽赵集芒硝矿区取得矿层及其顶底板的原状岩样,进行抗拉、单轴压缩和三轴压缩试验,获得芒硝矿及其顶底板岩石的物理力学性质参数。为后文数值模拟分析中岩体本构模型及其计算参数的选取提供依据。③根据矿区实际地质条件,结合试验所得物理力学参数,采用ANSYS程序建立芒硝单溶腔数值计算模型,对芒硝水溶开采过程中溶腔的稳定性进行三维数值模拟研究。分别对不同跨高比、不同内水压、不同侧压系数下芒硝水溶开采溶腔稳定性进行模拟,通过对比分析各种不同条件下溶腔周边围岩的位移、应力和塑性区的变化情况,总结各种影响因素对芒硝溶腔整体稳定性的影响规律。④在单溶腔研究的基础上,建立双溶腔模型,进行芒硝水溶开采双溶腔合理间距的研究。对不同间距下芒硝溶腔开采后影响围岩及矿柱稳定的各个因素性进行对比分析,得出依托工程比较合理的溶腔间距。同时结合内水压的变化,得出内水压的增大有利于芒硝双溶腔的整体稳定。这为实际工程中减小溶腔间距、提高芒硝矿采收率,同时确保溶腔的安全,提供了参考。
房敬年[10]（2009）在《岩盐弹塑性损伤耦合机理及对其溶蚀特性的影响》文中研究表明盐腔溶腔过程中的围岩稳定性问题是在岩盐中实施能源储存的首要问题,而制约溶腔过程中盐腔围岩稳定性的岩盐性质主要包括:岩盐的力学性质、渗透性质、溶解特性及上述性质之间的相互影响作用。前人围绕这一问题开展了大量富有成效的研究工作,但仍存在着许多尚待解决的问题需要进一步地深入研究。岩盐的变形破坏行为与一般的岩石有明显的不同,损伤和塑性机制并存且相互耦合是其基本特点,这种耦合性质对于储库的稳定性至关重要。然而,目前关于这种耦合作用的研究尚不充分,缺乏能够合理描述这种耦合特征的力学模型。在应力作用下,岩盐的溶蚀特性会发生显着的变化,而目前的研究主要是针对无应力作用下岩盐溶蚀特性的研究,以及对单轴压缩应力状态下岩盐溶蚀特性的初步研究,并不能反映复杂应力状态下岩盐变形破坏对其溶蚀特性的影响作用。针对上述问题,本文通过大量的岩盐单轴和三轴压缩试验以及细观力学试验结果分析,对岩盐的弹塑性损伤耦合机制进行了研究,建立了岩盐的弹塑性损伤耦合模型;通过有/无应力作用下岩盐的溶蚀特性试验研究,分析了应力作用下岩盐溶蚀作用改变的机理,建立了考虑弹塑性损伤耦合特性的岩盐溶蚀模型,得到了如下结论:1、通过岩盐单轴和三轴压缩试验以及细观力学试验,对岩盐的典型力学特征进行了分析,发现在岩盐的变形破坏过程中,以裂纹扩展为主要特征的损伤机制和以裂纹错动为主要特征的塑性机制是相互耦合的;通过试验现象对弹塑性损伤耦合作用下的岩盐破坏机理进行了分析,提出了一种能够描述岩盐特性的弹塑性损伤耦合模型,并通过数值模拟与试验结果的对比,验证了该模型的合理性和正确性。2、通过对岩盐溶蚀机理的分析,以及无应力作用下的岩盐溶蚀特性的试验研究,获得了岩盐溶蚀质量与溶液浓度和溶解时间的定量关系;在此基础上,建立了无应力作用下的岩盐溶蚀模型,并依据无应力作用下的岩盐溶蚀特性试验结果,获得了岩盐的扩散系数。3、通过大量应力作用下的岩盐溶蚀特性试验,发现有/无应力作用下的岩盐溶蚀特性存在差异,即应力对岩盐溶蚀特性产生影响;得到了岩盐溶蚀质量与围压、塑性体积应变、溶解时间之间的定量关系,并从宏观上揭示了应力作用下的岩盐溶蚀机理,发现应力作用下岩盐溶蚀速率的变化主要受岩盐表面裂纹的发展演化所控制,因此可以通过研究裂纹的发育和扩展程度来分析应力作用下岩盐溶蚀特性的变化。4、在以上分析的此基础上,结合无应力作用下岩盐溶蚀模型以及等效扩散系数的概念,建立了考虑弹塑性损伤耦合特性的岩盐溶蚀模型。利用编制的计算程序对等效扩散系数进行了计算和分析,得到了等效扩散系数D*与扩散系数D的比值D*/D与围压σ3、塑性体积应变εvp、溶解时间t之间的表达式。
二、岩盐溶腔围岩地应力场有限元分析——计算模型与分析方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、岩盐溶腔围岩地应力场有限元分析——计算模型与分析方法（论文提纲范文）
（1）层状盐岩水平储库破坏机理及稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 层状盐岩矿床油气储库设计和运营技术发展现状 |
| 1.2.1 层状盐岩力学特性研究现状 |
| 1.2.2 地下盐岩油气储库运营研究现状 |
| 1.2.3 存在的不足及发展趋势 |
| 1.3 主要研究内容与研究方法 |
| 第二章 含夹层盐岩力学特性实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验简介 |
| 2.3 单轴压缩实验 |
| 2.3.1 纯人工夹层材料单轴压缩实验 |
| 2.3.2 纯盐岩单轴压缩实验 |
| 2.3.3 含水平单夹层的盐岩单轴压缩实验 |
| 2.3.4 含不同厚度水平单夹层的盐岩单轴压缩实验 |
| 2.3.5 含水平双夹层的盐岩单轴压缩实验 |
| 2.3.6 含倾斜单夹层的盐岩单轴压缩实验 |
| 2.4 三轴压缩实验 |
| 2.4.1 纯盐岩三轴压缩实验 |
| 2.4.2 含水平单夹层的盐岩三轴压缩实验 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于剪切应变能理论的盐岩强度准则基础研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常用盐岩强度准则概述 |
| 3.3 非线性三剪能量屈服准则 |
| 3.3.1 线性三剪能量屈服准则概述 |
| 3.3.2 非线性的三剪能量屈服准则 |
| 3.4 非线性三剪能量屈服准则与盐岩真三轴实验结果对比验证 |
| 3.5 非线性三剪能量屈服准则与盐岩其他常用准则对比 |
| 3.6 基于非线性三剪能量屈服准则的水平盐岩溶腔围岩稳定性分析 |
| 3.6.1 溶腔围岩在静水压力条件下破坏分析 |
| 3.6.2 溶腔围岩在非静水压力条件下破坏分析 |
| 3.7 非线性三剪能量屈服准则在非盐岩石的适用性 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 水平盐岩溶腔薄夹层界面应力分析及滑移失稳研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平溶腔顶部薄夹层界面应力分析及破坏研究 |
| 4.2.1 水平溶腔围岩应力分布特征 |
| 4.2.2 水平溶腔顶部薄夹层滑移失稳条件的确定 |
| 4.2.3 水平溶腔顶部薄夹层滑移失稳影响因素分析 |
| 4.3 水平溶腔内薄夹层界面应力分析及破坏研究 |
| 4.3.1 水平溶腔内水平薄夹层滑移失稳条件的确定 |
| 4.3.2 水平溶腔内水平薄夹层滑移失稳影响因素分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 水平盐岩溶腔顶部厚夹层界面应力分析及破坏研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水平溶腔顶部厚夹层界面应力理论分析及破坏条件 |
| 5.2.1 夹层界面应力理论分析 |
| 5.2.2 夹层界面上夹层与盐岩破坏条件 |
| 5.3 水平溶腔顶部厚夹层界面破坏数值计算 |
| 5.3.1 数值模型的建立 |
| 5.3.2 初步计算方案及计算结果分析 |
| 5.4 水平溶腔顶部厚夹层界面破坏影响因素分析 |
| 5.4.1 夹层界面滑移失稳影响因素分析 |
| 5.4.2 夹层界面材料强度破坏影响因素分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 层状盐岩水平溶腔储库稳定性影响因素分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 夹层对水平单腔盐岩储库稳定性的影响分析 |
| 6.2.1 水平盐岩溶腔初步建腔方案及计算结果分析 |
| 6.2.2 水平盐岩溶腔稳定性影响因素研究 |
| 6.2.3 极限运营气压的确定及长期流变分析 |
| 6.3 含夹层水平盐岩溶腔矿柱安全宽度的确定 |
| 6.3.1 计算模型 |
| 6.3.2 同步气压计算方案结果分析 |
| 6.3.3 不同步气压计算方案结果分析 |
| 6.3.4 矿柱稳定性的长期流变分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文的主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的文章及参与课题 |
| 致谢 |
| 博士学位论文独创性说明 |
（2）盐岩静—动溶溶蚀特性与水溶建腔流体输运机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 盐岩的溶解试验研究现状 |
| 1.2.2 盐岩水溶开采流体输运和溶蚀机理研究现状 |
| 1.2.3 盐岩水溶开采工艺研究现状 |
| 1.2.4 盐岩溶腔研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2 盐岩静水溶蚀机理及溶解模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 盐岩的溶蚀机理 |
| 2.2.1 溶液中的扩散作用 |
| 2.2.2 溶蚀边界层 |
| 2.3 盐岩静水溶解模型 |
| 2.4 不同影响因素下的静水溶解模型 |
| 2.4.1 溶解面积 |
| 2.4.2 溶液浓度 |
| 2.4.3 溶液温度 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 不同流量条件下盐岩动水溶蚀特性及动水溶蚀模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同流量条件下盐岩动水溶蚀特性的试验研究 |
| 3.2.1 试验目的 |
| 3.2.2 试验过程 |
| 3.2.3 试验结果 |
| 3.3 不同流量条件下盐岩动水溶蚀模型 |
| 3.4 不同流量条件下盐岩动水溶蚀模型的数值计算方法及结果分析 |
| 3.4.1 数值计算方法 |
| 3.4.2 参数反演 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑重力作用的盐岩动水溶蚀特性及溶蚀模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 重力作用下盐岩动水溶蚀特性的试验研究 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.2.3 试验结果 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.4 重力作用下盐岩的动水溶蚀模型 |
| 4.4.1 讨论 |
| 4.4.2 模型的建立 |
| 4.4.3 模型的数值计算方法 |
| 4.4.4 参数反演 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 盐岩水溶建腔流体输运的数值解法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 盐岩流体输运的数学模型 |
| 5.2.1 流体运输方程 |
| 5.2.2 溶蚀过程边界形态方程 |
| 5.2.3 辅助方程 |
| 5.2.4 方程定解条件 |
| 5.3 盐岩流体输运模型的计算方法 |
| 5.3.1 二维对流扩散方程的差分格式 |
| 5.3.2 不可压缩Navier-Stokes方程的差分格式 |
| 5.4 数值试验 |
| 5.4.1 二维对流扩散方程的数值试验 |
| 5.4.2 不可压缩Navier-Stokes方程的数值试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 盐岩水溶建腔流体输运的数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 盐岩水溶建腔流体输运的求解步骤 |
| 6.2.1 数值模型的建立 |
| 6.2.2 进出水.边界条件的确定 |
| 6.3 盐岩水溶建腔流体输运数值模拟的影响因素 |
| 6.3.1 溶液密度 |
| 6.3.2 时间步长 |
| 6.3.3 网格尺寸 |
| 6.3.4 扩散系数 |
| 6.4 盐岩静-动溶流体输运的数值模拟 |
| 6.4.1 静溶的数值计算结果 |
| 6.4.2 动溶的数值计算结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 对后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| C. 作者在攻读博士学位期间获奖情况 |
| D. 第三章数值计算源程序 |
（3）昆明盐矿溶腔上溶顶板稳定性及覆岩变形研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩盐水溶开采研究现状 |
| 1.2.2 盐类溶腔稳定性研究现状 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究的范围 |
| 1.4 完成工作量 |
| 第二章 区域地质环境 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 研究区交通位置及经济概况 |
| 2.1.2 盐矿周边建筑物情况 |
| 2.2 区域地质环境背景 |
| 2.2.1 区域大地构造环境 |
| 2.2.2 区域地层岩性 |
| 2.2.3 区域地质构造背景 |
| 2.2.4 区域地壳稳定性地质背景 |
| 2.3 区域水文地质 |
| 2.3.1 地形地貌 |
| 2.3.2 地表水系 |
| 2.3.3 盆地地质构造与水文地质 |
| 2.3.4 含水层、隔水层 |
| 2.3.5 地下水补给、径流及排泄条件 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 研究区地质环境 |
| 3.1 地形地貌及气候条件 |
| 3.2 地质构造 |
| 3.2.1 总体概况 |
| 3.2.2 节理发育特征及构造解析 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 工程地质岩组 |
| 3.3.1 岩体力学特性 |
| 3.3.2 工程地质岩组的划分 |
| 3.3.3 盐矿层上段石膏岩层 |
| 3.3.4 淋滤带及软弱夹层 |
| 3.4 水文地质条件 |
| 3.4.1 含、隔水层及其确定依据、稳定性、分布特征 |
| 3.4.2 地下水动态特征 |
| 3.4.3 地下水的补给、径流及排泄条件 |
| 3.4.4 小结 |
| 3.5 地表变形监测情况 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 溶腔形态可控性研究及溶腔顶板稳定性理论计算 |
| 4.1 岩盐溶解机理及溶腔可控性分析 |
| 4.1.1 溶腔岩盐溶解的规律研究 |
| 4.1.2 盐岩溶腔形态变化的影响因素及发展变化规律 |
| 4.1.3 溶腔形态影响因素及可控性分析 |
| 4.2 影响溶腔稳定性的主要因素 |
| 4.3 溶腔顶板稳定性理论计算 |
| 4.3.1 地下硐室顶板稳定性理论计算方法及适用条件 |
| 4.3.2 昆明盐矿顶板稳定性分析选用的计算公式 |
| 4.3.3 顶板稳定性理论计算结论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 溶腔顶板稳定性模拟计算 |
| 5.1 软件简介 |
| 5.2 基本原理 |
| 5.3 溶腔稳定性分析数值模型的建立 |
| 5.3.1 物理模型 |
| 5.3.2 边界条件 |
| 5.3.3 模型计算参数 |
| 5.4 不同扩溶规模溶腔稳定性分析 |
| 5.4.1 位移和应力及其变化规律 |
| 5.4.2 塑性应变及其变化规律 |
| 5.4.3 地表移动盆地影响范围的圈定 |
| 5.5 矿柱稳定性分析 |
| 5.6 溶腔扩容开采可行性分析 |
| 5.7 溶腔全面连通引发地表塌陷范围分析 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文目录) |
（4）盐穴型地下储气库溶腔形态变化规律及安全控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 课题研究必要性及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 盐穴型地下储气库发展现状 |
| 1.3.2 盐岩蠕变试验研究进展 |
| 1.3.3 盐岩蠕变本构模型研究进展 |
| 1.3.4 循环载荷及卸载作用下岩石变形试验研究 |
| 1.3.5 盐穴型储库稳定性研究现状 |
| 1.4 研究目标及研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 盐岩蠕变损伤分析及力学特性研究 |
| 2.1 盐岩蠕变特性 |
| 2.2 蠕变引起的盐穴型储存库事故 |
| 2.3 盐岩力学特性试验研究 |
| 2.4 盐岩短期强度试验研究 |
| 2.4.1 盐岩单轴压缩试验 |
| 2.4.2 盐岩三轴压缩试验 |
| 2.4.3 盐岩剪切试验 |
| 2.4.4 巴西劈裂试验 |
| 2.5 盐岩蠕变试验研究 |
| 2.6 盐岩蠕变本构关系研究 |
| 2.6.1 经验公式法建立蠕变本构方程 |
| 2.6.2 蠕变本构模型分析对比 |
| 2.6.3 选定计算本构模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 盐岩强度理论及溶腔运营期稳定性研究 |
| 3.1 盐岩强度理论研究 |
| 3.2 盐岩强度理论体系研究 |
| 3.2.1 盐岩破坏特性 |
| 3.2.2 盐岩扩容特性 |
| 3.3 盐穴溶腔安全运营研究 |
| 3.3.1 储气库稳定性准则 |
| 3.3.2 储气库可使用性准则 |
| 3.4 溶腔稳定性判定指标 |
| 第4章 储气溶腔安全运营数值模拟 |
| 4.1 FLAC 3D有限差分软件 |
| 4.1.1 FLAC 3D软件特点 |
| 4.1.2 FLAC 3D的求解流程 |
| 4.1.3 FLAC 3D蠕变模拟计算 |
| 4.2 溶腔安全运营数值模拟计算 |
| 4.2.1 溶腔围岩流变位移量 |
| 4.2.2 溶腔运营内压 |
| 4.2.3 高径比对腔体变形的影响 |
| 4.2.4 泥岩夹层对腔体的影响 |
| 4.2.5 溶腔围岩安全系数 |
| 4.2.6 溶腔安全矿柱宽度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 溶腔稳定性安全控制 |
| 5.1 开展多种室内试验 |
| 5.2 理想腔体形态 |
| 5.2.1 溶腔形状及高径比 |
| 5.2.2 夹层对溶腔安全控制的作用 |
| 5.3 溶腔运营压力控制 |
| 5.4 注气排卤阶段腔体安全控制 |
| 5.4.1 气液界面的确定 |
| 5.4.2 注气压力计算 |
| 5.5 注采气周期阶段腔体安全控制 |
| 5.5.1 恒定内压下溶腔体积变化规律 |
| 5.5.2 采气阶段腔体体积变形规律 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）含夹层盐穴建腔期围岩损伤灾变诱发机理及减灾原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 盐岩基本物理力学特性 |
| 1.2.2 盐岩损伤理论研究进展 |
| 1.2.3 盐岩损伤自恢复理论 |
| 1.2.4 盐穴腔体稳定性 |
| 1.3 研究内容及思路 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 盐矿基本物理力学特征及裂隙扩展规律 |
| 2.1 盐矿地质特征分析 |
| 2.1.1 盐矿的主要矿物成份和结构 |
| 2.1.2 盐矿的形成机理 |
| 2.1.3 盐矿成岩时代及分布规律 |
| 2.2 盐矿水溶特性分析 |
| 2.2.1 纯盐岩溶蚀特点 |
| 2.2.2 应力损伤对盐岩溶解特性的影响 |
| 2.2.3 层状盐岩溶蚀特点 |
| 2.3 盐岩的基本力学参数对比分析 |
| 2.4 盐岩及夹层热损伤裂隙特征分析 |
| 2.4.1 试验准备及方法 |
| 2.4.2 温度损伤试验结果及分析 |
| 2.5 盐岩及夹层单轴压缩裂纹扩展特征分析 |
| 2.5.1 实验条件及方法 |
| 2.5.2 实验结果及分析 |
| 2.6 裂隙扩展演化机理 |
| 2.6.1 裂隙扩展方式及其演化 |
| 2.6.2 裂隙起裂判据 |
| 2.7 小结 |
| 3 盐穴建造期盐岩损伤特征研究 |
| 3.1 试验条件及方法 |
| 3.1.1 试验条件 |
| 3.1.2 试验设备及条件 |
| 3.1.3 试验方法 |
| 3.2 基于超声波技术盐岩单轴压缩损伤试验结果分析 |
| 3.2.1 盐岩常规单轴加载试验中波速的变化规律 |
| 3.2.2 盐岩单轴加、卸载试验中波速的变化规律 |
| 3.2.3 基于超声波盐岩损伤定量分析 |
| 3.3 基于声发射盐岩损伤特征试验结果分析 |
| 3.3.1 盐岩试件应力-应变特征分析 |
| 3.3.2 加载应变率与声发射关系 |
| 3.3.3 卤水对盐岩单轴声发射特征的影响 |
| 3.3.4 盐岩破坏形式分析 |
| 3.3.5 影响盐岩单轴声发射特征的因素分析 |
| 3.3.6 基于声发射特征盐岩单轴损伤本构模型 |
| 3.4 夹层受卤水浸泡软化特征试验结果分析 |
| 3.4.1 夹层卤水浸泡软化特征 |
| 3.4.2 夹层卤水浸泡软化机理 |
| 3.5 盐岩三轴卸荷扩容损伤机理研究 |
| 3.5.1 盐岩单轴、三轴压缩和三轴卸围压的扩容特征 |
| 3.5.2 盐岩卸荷扩容速率特征 |
| 3.5.3 卸荷条件下加速扩容点边界条件 |
| 3.6 基于卸荷理论盐岩损伤本构模型 |
| 3.7 小结 |
| 4 盐岩损伤自恢复试验研究 |
| 4.1 试验准备及方案 |
| 4.1.1 试样制备 |
| 4.1.2 试验设备 |
| 4.1.3 试验方案设计 |
| 4.1.4 超声波测试原理及误差分析 |
| 4.2 盐岩侧向损伤自恢复分析 |
| 4.2.1 侧向损伤随恢复时间的变化规律 |
| 4.2.2 初始应力损伤对盐岩损伤自恢复的影响 |
| 4.2.3 温度、水份对盐岩损伤自恢复的影响 |
| 4.2.4 盐岩种类对盐岩损伤自恢复的影响 |
| 4.3 盐岩轴向损伤自恢复分析 |
| 4.4 三轴等围压条件下盐岩损伤自恢复分析 |
| 4.4.1 三轴应力条件下盐岩损伤自恢复分析 |
| 4.4.2 三轴应力条件下盐岩力学参数恢复分析 |
| 4.5 盐岩损伤与自恢复关系讨论 |
| 4.5.1 盐岩损伤-自愈合状态定义 |
| 4.5.2 建立盐岩损伤与愈合关系 |
| 4.5.3 盐岩损伤愈合本构模型 |
| 4.6 小结 |
| 5 盐穴建造期流场对夹层作用力分析 |
| 5.1 盐穴建造期模拟试验 |
| 5.1.1 相似理论介绍 |
| 5.1.2 造腔过程相似模型实验 |
| 5.1.3 实验方案设计 |
| 5.1.4 相似模型实验结果及分析 |
| 5.2 盐穴建腔期流场对夹层作用分析 |
| 5.2.1 流场理论及夹层受力理论介绍 |
| 5.2.2 几何模型建立 |
| 5.2.3 数值计算结果及分析 |
| 5.3 含夹层盐穴建腔期流场作用特征分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 含夹层盐穴建造期基于围岩损伤特征减灾原理研究 |
| 6.1 盐穴建造围岩损伤灾变特征 |
| 6.2 基于围岩损伤特征减灾原理 |
| 6.2.1 盐穴能源储库群选址优化 |
| 6.2.2 降低围岩不均匀损伤 |
| 6.2.3 预测和控制夹层垮塌 |
| 6.2.4 优化腔体形状 |
| 6.3 多夹层盐穴腔体扩展模拟软件开发 |
| 6.3.1 Salt Cavern Builder V1.0 软件介绍 |
| 6.3.2 Salt Cavern Builder V1.0 软件模拟准确性验证 |
| 6.4 小结 |
| 7 含夹层盐穴储库建造期围岩稳定性研究 |
| 7.1 工程背景介绍 |
| 7.1.1 盐矿层结构构造 |
| 7.1.2 盐矿层厚度 |
| 7.1.3 盐层变化规律 |
| 7.2 含夹层盐穴造腔过程模拟 |
| 7.2.1 单腔体积 |
| 7.2.2 模拟方案预测原则 |
| 7.2.3 腔体建造模拟结果 |
| 7.3 关键造腔阶段数值方法确定 |
| 7.3.1 FLAC3D 简介 |
| 7.3.2 塑性本构模型 |
| 7.3.3 蠕变本构模型 |
| 7.4 关键造腔阶段稳定性分析数值模型建立 |
| 7.4.1 模型范围选取 |
| 7.4.2 边界条件 |
| 7.4.3 网格划分 |
| 7.4.4 计算参数选取 |
| 7.4.5 盐穴分阶段建造过程工况模拟 |
| 7.5 含夹层盐穴造腔过程静力计算结果分析 |
| 7.5.1 岩体屈服破坏区域的定义 |
| 7.5.2 考虑卸荷效应及软化作用的腔体围岩体分区程序编制 |
| 7.5.3 腔体损伤区分布分析 |
| 7.6 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 文章主要结论 |
| 8.2 有待进一步研究的方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读博士学位期间申请的专利 |
| C. 作者在攻读博士学位期间出版的专着 |
| D. 作者在攻读博士学位期间获得的奖励 |
| E. 作者在攻读博士学位期间负责或参与的科研项目 |
（7）深埋芒硝水溶开采溶腔长期稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 图表目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩盐水溶开采研究现状 |
| 1.2.2 岩盐短期强度特性研究现状 |
| 1.2.3 岩盐流变特性研究现状 |
| 1.2.4 岩盐溶腔稳定性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 芒硝矿层及其顶底板岩层的蠕变特性试验及本构模型研究 |
| 2.1 依托工程概况 |
| 2.1.1 矿区基本地质特征 |
| 2.1.2 地层沉积特征 |
| 2.2 芒硝矿层及其顶底板岩层的蠕变特性试验 |
| 2.2.1 试样加工和实验设备 |
| 2.2.2 芒硝蠕变试验结果分析 |
| 2.2.3 顶底板泥岩蠕变试验结果分析 |
| 2.2.4 上层盐岩蠕变试验结果分析 |
| 2.3 蠕变本构模型研究 |
| 2.3.1 蠕变本构方程研究 |
| 2.3.2 蠕变本构参数拟合 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深埋芒硝水溶开采单井溶腔长期稳定性分析 |
| 3.1 软件简介 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 流变本构模型 |
| 3.2 模型的建立 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 边界条件 |
| 3.2.3 模型计算参数 |
| 3.3 流变时间对溶腔稳定性的影响分析 |
| 3.3.1 流变时间对溶腔围岩位移结果的影响分析 |
| 3.3.2 溶腔洞周及上覆岩层移动规律 |
| 3.3.3 流变时间对溶腔围岩塑性区的影响分析 |
| 3.4 饱和卤水压力对溶腔稳定性的影响分析 |
| 3.4.1 饱和卤水压力对溶腔围岩位移结果的影响分析 |
| 3.4.2 溶腔洞周及上覆岩层移动规律 |
| 3.4.3 饱和卤水压力对溶腔洞周塑性区的影响分析 |
| 3.5 溶腔跨径对溶腔稳定性的影响分析 |
| 3.5.1 溶腔跨度对溶腔位移结果的影响分析 |
| 3.5.2 溶腔跨度对洞周及上覆岩层移动影响分析 |
| 3.5.3 溶腔跨度对溶腔洞周塑性区的影响分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 深埋芒硝水溶开采双溶腔长期稳定性及溶腔合理间距研究 |
| 4.1 计算模型的建立 |
| 4.2 流变时间对溶腔稳定性的影响分析 |
| 4.2.1 流变时间对位移结果的影响分析 |
| 4.2.2 流变时间对塑性区的影响分析 |
| 4.3 不同矿柱宽度下溶腔稳定性影响分析 |
| 4.3.1 不同矿柱宽度下溶腔位移结果分析 |
| 4.3.2 不同矿柱宽度下溶腔围岩塑性区结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 深埋芒硝对井连通开采溶腔长期稳定性与溶腔合理井间距研究 |
| 5.1 计算模型的建立 |
| 5.2 单井跨径 60m 连通开采溶腔稳定性分析 |
| 5.2.1 井间距对溶腔位移结果的影响 |
| 5.2.2 井间距对溶腔塑性区结果的影响 |
| 5.3 单井跨径 40m 连通开采溶腔稳定性分析 |
| 5.3.1 井间距对溶腔位移结果的影响 |
| 5.3.2 井间距对溶腔塑性区的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（8）层状盐岩矿床油气储库建造及稳定性基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 层状盐岩矿床概述 |
| 1.3 盐岩矿床油气储库建造理论及技术研究现状 |
| 1.4 层状矿床储库建造及稳定性问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 不同条件下岩盐及夹层溶解特性 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 岩盐溶解机理 |
| 2.3 NaC1 岩盐溶解特性 |
| 2.4 钙芒硝夹层盐岩溶解特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 常见夹层及含夹层盐岩力学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石膏夹层溶浸力学特性分析 |
| 3.3 高盐分泥岩溶浸力学特性研究 |
| 3.4 钙芒硝夹层盐岩力学特性分析 |
| 3.5 含泥岩夹层岩盐破坏方式研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 特殊应力条件下岩盐力学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩盐在反复应力下的力学特性实验研究 |
| 4.3 加载应变率对岩盐力学特性影响实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 盐岩溶腔建造过程流场形态物理模拟 |
| 5.1 水力模型 |
| 5.2 相似性力学 |
| 5.3 相似模型律 |
| 5.4 储气库建造建造优化方法及流场物理模拟方案设计 |
| 5.5 测量观察结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 岩盐腔体建造过程流体运移数值分析 |
| 6.1 FLUENT 简介 |
| 6.2 物理模型及基本参数 |
| 6.3 数学模型 |
| 6.4 数值模拟 |
| 6.5 数值模拟结果及分析 |
| 6.6 圆柱形溶腔主体建造过程流场分布数值模拟 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的文章及参与课题目录 |
（9）芒硝力学性质及其水溶开采溶腔稳定性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 问题的提出及研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 盐类水溶采矿技术的发展 |
| 1.3.2 盐类力学性质的研究现状 |
| 1.3.3 盐类溶腔稳定性研究现状 |
| 1.4 论文研究的主要内容与方法 |
| 1.4.1 论文研究的主要内容 |
| 1.4.2 论文研究方法 |
| 2 盐类水溶采矿的基本概念及理论 |
| 2.1 盐类水溶采矿的基本概念 |
| 2.1.1 盐类矿物溶解机理 |
| 2.1.2 浓度 |
| 2.1.3 溶解速度和溶解速率 |
| 2.1.4 侧溶底角 |
| 2.2 盐类水溶开采溶腔围岩的失稳判据 |
| 2.2.1 围岩强度判据 |
| 2.2.2 围岩极限应变判据 |
| 2.3 影响盐类水溶开采溶腔稳定性的主要因素 |
| 2.3.1 地应力 |
| 2.3.2 岩体地质结构 |
| 2.3.3 岩体的力学性质 |
| 2.3.4 溶腔形状尺寸 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 芒硝力学特性的室内试验研究 |
| 3.1 依托工程概况 |
| 3.1.1 矿区（床）地质特征 |
| 3.1.2 矿体(层)地质特征 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 试样的采集 |
| 3.2.2 试验内容及设备 |
| 3.3 物理性质试验 |
| 3.4 抗拉试验 |
| 3.4.1 试验介绍和试样制备 |
| 3.4.2 试验结果及分析 |
| 3.5 单轴压缩试验 |
| 3.5.1 试验介绍和试样制备 |
| 3.5.2 试验结果及分析 |
| 3.6 三轴压缩试验 |
| 3.6.1 试验介绍和试样制备 |
| 3.6.2 试验结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 芒硝水溶开采溶腔稳定性影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 弹塑性基本理论 |
| 4.1.2 有限元程序选择 |
| 4.1.3 本构模型选择 |
| 4.2 有限元计算模型建立 |
| 4.2.1 物理模型及边界条件 |
| 4.2.2 单元类型选取及网格划分 |
| 4.2.3 模型计算参数 |
| 4.3 跨高比对芒硝溶腔稳定性的影响分析 |
| 4.3.1 跨高比对芒硝溶腔位移结果的影响分析 |
| 4.3.2 跨高比对芒硝溶腔应力结果的影响分析 |
| 4.3.3 跨高比对芒硝溶腔塑性区结果的影响分析 |
| 4.4 溶腔内水压对芒硝溶腔稳定性的影响分析 |
| 4.4.1 溶腔内水压对芒硝溶腔位移结果的影响性分析 |
| 4.4.2 溶腔内水压对芒硝溶腔应力结果的影响性分析 |
| 4.4.3 溶腔内水压对芒硝溶腔塑性区结果的影响分析 |
| 4.5 侧压系数对芒硝溶腔稳定性的影响分析 |
| 4.5.1 侧压系数对芒硝溶腔位移结果的影响性分析 |
| 4.5.2 侧压系数对芒硝溶腔应力结果的影响性分析 |
| 4.5.3 侧压系数对芒硝溶腔塑性区结果的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 芒硝水溶开采双溶腔合理间距研究 |
| 5.1 计算模型的建立 |
| 5.2 数值计算结果 |
| 5.2.1 不同间距下芒硝溶腔位移结果分析 |
| 5.2.2 不同间距下芒硝溶腔应力结果分析 |
| 5.2.3 不同间距下芒硝溶腔塑性区结果分析 |
| 5.3 不同内水压对芒硝溶腔矿柱及其顶板稳定性的影响 |
| 5.3.1 围岩位移对比分析 |
| 5.3.2 矿柱核心区应力分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（10）岩盐弹塑性损伤耦合机理及对其溶蚀特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 有待进一步研究的问题 |
| 1.4 本文的研究内容与思路 |
| 1.5 本文的主要创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 岩盐的弹塑性损伤耦合模型研究 |
| 2.1 塑性力学基础 |
| 2.1.1 屈服准则 |
| 2.1.2 加载条件与加卸载准则 |
| 2.1.3 塑性位势流动理论 |
| 2.1.4 硬化模型与硬化定律 |
| 2.2 损伤力学基础 |
| 2.2.1 热力学分析方法 |
| 2.2.2 损伤本构方程 |
| 2.3 岩盐的弹塑性损伤耦合机理研究 |
| 2.3.1 岩盐的单轴和三轴压缩试验研究 |
| 2.3.2 岩盐的损伤机制 |
| 2.3.3 岩盐的弹塑性损伤耦合机理 |
| 2.4 岩盐弹塑性损伤耦合模型的建立 |
| 2.4.1 模型建立的一般思路 |
| 2.4.2 岩盐的塑性模型 |
| 2.4.3 岩盐的损伤模型 |
| 2.4.4 模型参数的确定 |
| 2.4.5 模型的计算过程和数值模拟结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 无应力作用下岩盐溶蚀特性研究 |
| 3.1 岩盐溶蚀机理 |
| 3.1.1 溶液中的扩散现象 |
| 3.1.2 溶液中的对流现象 |
| 3.1.3 溶蚀边界层 |
| 3.1.4 岩盐溶蚀模型 |
| 3.2 无应力作用下岩盐溶蚀特性试验研究 |
| 3.2.1 试验目的 |
| 3.2.2 试验过程 |
| 3.2.3 试验数据分析 |
| 3.2.4 试验影响因素 |
| 3.3 无应力作用下的岩盐溶蚀模型 |
| 3.3.1 模型的基本假设 |
| 3.3.2 无应力作用下的岩盐溶蚀模型 |
| 3.4 无应力作用下岩盐溶蚀模型的计算方法 |
| 3.4.1 模型的有限差分方法 |
| 3.4.2 数值方法求解步骤 |
| 3.4.3 扩散系数的计算方法 |
| 3.4.4 扩散系数的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 应力作用下岩盐的溶蚀特性试验研究 |
| 4.1 试验目的与方法 |
| 4.1.1 试验目的 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.2 试验数据 |
| 4.2.1 力学特性试验结果 |
| 4.2.2 岩盐溶蚀阶段试验结果 |
| 4.3 应力作用下岩盐溶蚀特性试验数据分析 |
| 4.4 应力作用下岩盐溶蚀特性分析 |
| 4.4.1 有/无应力作用下岩盐溶蚀特性的差异 |
| 4.4.2 相同溶解时间下，岩盐溶蚀质量与围压、塑性体积应变之间的关系 |
| 4.4.3 相同围压条件下，应力影响质量与塑性体积应变、溶解时间之间的关系 |
| 4.4.4 试验现象分析 |
| 4.4.5 试验影响因素 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑弹塑性损伤耦合特性的岩盐溶蚀模型 |
| 5.1 应力作用下岩盐溶蚀作用改变的机理分析 |
| 5.2 考虑弹塑性损伤耦合特性的岩盐溶蚀模型的建立 |
| 5.3 等效扩散系数的计算 |
| 5.3.1 计算思路 |
| 5.3.2 计算方法 |
| 5.3.3 计算结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表的文章、专利与参加的科研工作 |
| 致谢 |
四、岩盐溶腔围岩地应力场有限元分析——计算模型与分析方法（论文参考文献）
- [1]层状盐岩水平储库破坏机理及稳定性研究[D]. 郝铁生. 太原理工大学, 2016(08)
- [2]盐岩静—动溶溶蚀特性与水溶建腔流体输运机理研究[D]. 杨欣. 重庆大学, 2015(07)
- [3]昆明盐矿溶腔上溶顶板稳定性及覆岩变形研究[D]. 苗腾蛟. 昆明理工大学, 2015(12)
- [4]盐穴型地下储气库溶腔形态变化规律及安全控制技术研究[D]. 田源. 西南石油大学, 2014(03)
- [5]应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制研究[J]. 汤艳春,周辉,许模. 岩土力学, 2012(S2)
- [6]含夹层盐穴建腔期围岩损伤灾变诱发机理及减灾原理研究[D]. 陈结. 重庆大学, 2012(05)
- [7]深埋芒硝水溶开采溶腔长期稳定性研究[D]. 张倩倩. 重庆大学, 2012(03)
- [8]层状盐岩矿床油气储库建造及稳定性基础研究[D]. 徐素国. 太原理工大学, 2010(10)
- [9]芒硝力学性质及其水溶开采溶腔稳定性研究[D]. 宋亮. 重庆大学, 2010(03)
- [10]岩盐弹塑性损伤耦合机理及对其溶蚀特性的影响[D]. 房敬年. 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）, 2009(11)