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《重庆大学》 2011年
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考虑蠕变特性的盐岩相似模型及相似材料试验研究

郭松涛  
【摘要】:目前,国际上常用的能源存储方式有陆地储罐储存、海上储罐储存和地下储备库储存等。其中,以盐岩为介质的地下储备库由于其经济安全、隐蔽性高、力学性能稳定等优点,成为各个发达国家能源存储以及核废料处理的首选方式。 自从盐岩被选为地下储库的介质以来,已有众多学者对其在不同温度、不同应力、不同加载方式下的常规力学特性、蠕变变形特性和蠕变机制以及蠕变本构模型等进行了研究,并选择相似材料模拟盐岩的一般力学特性,得出了很多建设性的成果,成功应用于实际的盐岩地下储库的开采、建设、运营等过程中。 尽管如此,目前很少有人对盐岩的蠕变特性进行相似模拟研究。因此,本文在前人研究的基础上,根据相似理论的基本原理,采用量纲分析法推导出与盐岩蠕变速率、应力、应变、弹性模量、重度、重力加速度、几何尺寸、泊松比等参数相关的相似判据。然后采用正交试验设计法,对砂胶比为1:0.02、1:0.04、1:0.08,粗细颗粒比为2:8、6:4、8:2,以及压制应力为0.196kN、0.392kN、0.784kN等几种条件进行安排,得到了9种不同的配比试验方案。在得到配比试验方案后,按这9种方案的要求分别制作相似材料试样,并对其进行常规的单轴压缩试验。研究了砂胶比、粗细颗粒比和压制应力对相似材料一般力学特性的影响。并发现按砂胶比为1:0.04、粗细颗粒比为6:4、压制应力为0.196kN的配比制成的试件的常规力学特性满足相似比的要求。对该配比的相似材料进行了单轴及三轴条件下的蠕变试验,对比盐岩原岩的蠕变特性,发现该配比的相似材料的蠕变特性也基本与原岩相似。除此以外,本文还简要介绍了盐岩的蠕变本构方程及其微观蠕变机制。 这些研究为开展盐岩地下储库建造及运营期的变形、破坏等相关机理的相似材料模拟试验打下了坚实的基础。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD311

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