鹽岩油氣儲庫與核廢料處置庫力學問題研究新進展（簡體書）

主要包括鹽岩油氣儲庫設計的思路，鹽岩的物理力學性質，尤其是鹽岩的流變性質、流變損傷性質，評價鹽岩材料強度和變形特性的本構關係，鹽岩流變損傷模型，鹽岩油氣儲庫的長期變形特性分析，層狀鹽岩油氣儲庫變形的解析，層狀鹽岩油氣儲庫長期穩定性分析。

《鹽巖油氣儲庫與核廢料處置庫力學問題研究新進展》依據充分的試驗、理論與數值分析，應用彈性力學、塑性力學、流變力學、熱力學、損傷力學等基本原理，開展鹽巖層中的油氣存儲洞室設計方法的研究，建立、應用恰當的鹽巖本構模型，深入開展（含夾層）鹽巖中油氣儲庫及核廢料處置庫的流變變形、流變—損傷耦合、流變—熱應力耦合、流變擴容與長期密閉性、長期穩定性的研究，探討含夾層鹽巖中油氣儲庫的理論解，力爭為建立有自主知識產權的理論和技術系統作出貢獻。《鹽巖油氣儲庫與核廢料處置庫力學問題研究新進展》由王貴君著。

序
前言

第1章緒論
1．1問題的提出
1．2天然氣、石油地下儲庫建設概況
1．3鹽穴地下油氣儲庫研究和建設現狀
1．4對鹽岩介質的建庫工程特性的研究現狀
1．5亟待解決的問題

第2章鹽岩層中油氣存儲洞室設計的基本思路
2．1概述
2．2設計步驟
2．2．1確定項目的工程條件
2．2．2工程地質調查和岩石力學實驗
2．2．3應用岩石力學方法進行計算研究
2．2．4洞室施工（水溶法成洞）及運營
2．3洞室型鹽岩層（穹體）中天然氣存儲場實例

第3章鹽岩的物理力學性質
3．1鹽岩的常規物理力學性質
3．1．1鹽岩的變形特性
3．1．2鹽岩的強度特性
3．1．3溫度對鹽岩瞬時變形和強度特性的影響
3．2鹽岩的流變性質
3．2．1單軸壓縮蠕變試驗結果
3．2．2三軸蠕變試驗結果
3．2．3溫度對鹽岩流變特性的影響
3．3鹽岩的流變損傷特性

第4章描述鹽岩力學性質的模型
4．1彈性模型
4．2彈塑性模型
4．2．1Tresca屈服準則
4．2．2VonMises屈服準則
4．2．3Mohr-Coulomb屈服準則
4．2．4Drucker-Prager屈服準則
4．2．5線彈性一非線性塑性模型
4．3流變模型
4．3．1線性流變介質模型
4．3．2經驗流變模型
4．3．3非線性流變介質模型
4．3．4結構流變介質模型
4．4流變損傷模型
4．4．1損傷變量
4．4．2損傷演化方程
4．4．3幾種流變損傷模型

第5章鹽岩的流變損傷模型及流變損傷特性研究
5．1模型構成
5．2模型初步驗證
5．2．1高應力水平
5．2．2低應力水平
5．2．3幾個結論
5．3參數研究
5．3．1應力水平
5．3．2參數r和B
5．3．3參數n
5．4鹽岩流變損傷破壞特性的實驗研究
5．4．引言
5．4．2鹽岩流變損傷破壞特性的研究現狀
5．4．3鹽岩流變損傷破壞試驗
5．4．4試驗結果——鹽岩流變損傷破壞特性分析
……
第6章鹽岩油氣存儲洞室長期存儲能力的流變分析
第7章油氣儲庫含夾層鹽岩體塑一黏彈性差異變形及密閉性特徵
第8章含泥岩夾層鹽岩儲氣庫應力與位移解析研究
第9章鹽穴儲氣庫流變損傷耦合分析
第10章鹽岩高放廢物處置庫圍岩溫度一應力耦合長期效應分析
第11章結論
參考文獻

經上述分析可知，在給定洞室內壓（2～9MPa）、模型寬度為7～10倍的洞室半徑的條件下，盡管計算結果受各種因素的影響可能不很精確，但前述洞室設計使用年限期間發生的體積收斂作為相對保守的估計仍然是可靠的。
4.幾個結論
通過對單一天然氣存儲地下鹽巖洞室圍巖的流變數值分析，可以得出如下結論：
（1）由于鹽巖的大流變特性，鹽巖層中的穩定應力場一點的各個應力分量趨于相等，具有靜水壓力的特征，這一點對圍巖的穩定有十分重要的意義。
（2）適當提高天然氣內壓，可減小洞室圍巖的塑性區，延長洞室的使用壽命，提高經濟效益。在所研究的存儲場中，在天然氣內壓的最大值達9～15MPa時，洞室仍為安全的。在天然氣內壓為2MPa時，洞室圍巖仍是穩定的，只是使用壽命大大縮短。
（3）洞室體積隨天然氣內壓波動而變化，但總體趨勢是體積收斂，而且在波動內壓作用下得到的體積收斂值與相應的恒定內壓（其值為此波動內壓的平均值）作用下得到的收斂值一致。
（4）在設計平均天然氣內壓6MPa條件下，當達到設計使用年限（80年）時，洞室的剩余存儲能力仍保有初始存儲能力的27.5％。考慮模型尺寸效應及模型邊界條件的影響，計算結果為相對保守的可靠估計。
（5）由于鹽巖材料和用于天然氣存儲的地下鹽巖洞室的特殊性，凸顯數值分析方法在對鹽巖洞室圍巖的長期穩定性和變形特性進行評價時的重要性。但是，在數值分析時，必須合理選擇模型尺寸和邊界條件。對于單一洞室而言，模型尺寸必須足夠大。例如，在軸對稱情況下，模型寬度取大于或等于洞室半徑的14倍時，方能消除模型尺寸效應的影響。但對于所研究存儲場的洞室分布，還應該考慮洞室之間的相互影響。存儲場邊緣洞室和存儲場內部洞室圍巖所受應力會不盡相同，尚須對此進行深入研究。
建議加強存儲場內氣體、液體和鹽巖的力學、流體力學和熱力學耦合作用及其時間效應研究，以期獲得更安全可靠、經濟的洞室設計。