高温高压下盐岩基本力学性质研究

采用MTS材料特性试验机针对高温高压下盐岩的力学性质进行了三轴压缩试验研究,通过不同温度、围压下的三轴应力应变曲线,分析了温度、围压对盐岩弹性模量和屈服应力的影响以及高温高压下盐岩的破坏特点。结果表明:盐岩即使经历很大变形其应力应变曲线也不会表现出峰值。而温度升高对盐岩力学性质起到劣化作用。盐岩的屈服应力随温度升高而逐渐降低,但其弹性模量却随着温度升高而显著增大。在≥86 ℃时应该存在一个门槛温度,超过这个门槛温度使得弹性模量随温度升高而逐渐降低。围压对盐岩的初始屈服面影响较小,而温度则影响明显。盐岩试验后发生了很大变形,从标准的圆柱体被压成了鼓状,但是仍然没有发生破坏。     

应变加载速率对盐岩力学性能的影响

 对盐岩进行不同围压下变应变加载速率的三轴压缩强度与变形特性的室内测试,分析应变加载速率对盐岩三轴强度、轴向应变及侧向应变以及破裂形式等物理力学性质的影响。在所测试的应变加载速率范围内,加载速率对盐岩三轴强度的影响可分为3个阶段：无明显影响的弹性阶段、强度差异形成的塑性阶段初期、强度差异保持的应变硬化阶段,最终的结果是抗压强度随着加载速率的提高而增大。对试验后岩样的破坏形式进行细观分析可知,高应变加载速率对盐岩内部结构造成的破坏更明显,裂纹长度大且外观明显,与低应变率下的裂纹破裂形式有显著的差异。对三轴试验后的岩样进行单轴压缩测试,发现三轴试验时的应变率较大,试验后岩样的弹性模量越小,表明高应变率导致盐岩的结构破坏更严重,对盐岩的内部损伤越大。对比不同围压下的试验数据并结合其他单轴试验下的研究结果,得出围压是加载速率对盐岩性质有无影响的先决条件,并且围压越高加载速率对盐岩力学性质的影响越明显的结论。以本次试验研究所得成果出发,结合实际工程中盐岩溶腔的各种用途以及建造、运营的各个阶段内不同的盐岩应变率进行分析,提出对工程有益的建议。     

印尼某火电厂Ａ２—Ａ４区边坡防治项目工程实录

以印尼某火电厂Ａ２—Ａ４区边坡防治工程为依托，在厂区工程建设特点和场地工程地质条件分 析的基础上，利用地形特征、关键软弱层、临近基坑施工变形影响等稳定影响因素分析，综合探讨了Ａ２、 Ａ３、Ａ４区边坡的破坏模式及对应的加固措施；利用位移监测资料，评价了该区边坡的稳定状态、检验了 工程措施的有效性。所得主要结论为:存在关键软弱层及不良土体的自然缓坡地形下人工边坡开挖需 引起重视，宜先加固再开挖，严禁陡坡开挖，严禁切穿暴露软弱层，边坡整形未到位后方可进行临近基坑 施工；Ａ２区主要为全风化泥岩及上部土层内的圆弧滑动，Ａ３和Ａ４区均为煤层＋全风化泥岩＋上部土 层的组合滑移；地下水埋深较浅且上部滞水溢出点较多区域，需要整合临时沟渠＋永久沟渠，及时疏 排，严禁基坑和坡脚积水，减小和控制易扰动地层的浸水软化；边坡监测和基坑监测应制定联合方案， 统一标准，根据监测结果及时调整控制施工组织。     

两种不同沉积类型界面盐岩力学特性试验研究

 金坛含盐系为一套浅湖相–泻湖相–蒸发岩相成盐构造,由机械沉积与化学沉积作用共同形成;潜江含盐系湖盆环境为常年性较深水分层盐湖,主要在深水、缺氧、静水环境下以机械沉积形成,因此2种沉积类型界面并不相同。针对2种不同沉积类型界面盐岩,分别进行单轴、三轴压缩及剪切试验研究,深入分析试验过程中盐岩力学特征变化情况及其力学含义,同时对试样破坏特性进行对比分析。研究发现：2种界面盐岩试样都表现出较好的延性特征,未发生崩溃式破坏;裂纹集中分布于界面处,纯盐岩段均少见裂纹生成,与金坛盐岩试样相比,潜江盐岩界面对试样变形的限制作用更突出;2种界面盐岩试样剪切峰值应力与纯盐岩相当,说明界面剪切破坏由盐岩的力学特性决定。研究成果对进一步深入研究我国不同地域层状盐岩地下储气库选址与建设具有一定参考意义。     

基于直剪试验的金坛盐岩力学特性研究

 采用RMT–150C试验机对江苏金坛拟建储气库埋深段盐岩试样进行一系列直剪试验研究。将盐岩作为多晶聚合体考虑,深入分析试验过程中的剪切应力、剪切变形、剪胀以及破坏特性。试验结果表明：盐岩剪切破坏是一种延性破坏,盐岩剪切峰值对应的剪切位移一般为4～6 mm,个别试样可达7～8 mm,且整个剪切应力–剪切位移曲线都较平缓,剪切峰值不明显,这主要是由于局部位错交替导致的;得到盐岩抗剪强度参数c,? 值分别为3.16 MPa,44.7°;发现残余强度基本上与法向应力呈正比例关系,且残余应力较大,约为峰值应力的50%～80%,表明盐岩摩擦承载能力较强;盐岩剪胀终止发生在峰值应力之后、残余应力之前,且在较大法向应力作用下剪胀起始应力与剪胀终止应力接近;盐岩的剪切破坏位置不是一个面,而是一个破碎带,破碎带上下一定范围内有不同程度损伤;表面局部有明显擦痕,类似于摩擦学的“犁沟效应”,有利于提高其抗剪能力。试验研究成果对深入理解金坛盐岩破坏机制及地下盐岩储气库稳定性研究具有一定的参考价值。     

压缩空气储能地下盐穴物探关键问题及处理技术

  目的  湖北省应城市的世界首个300 MW级压缩空气储能电站是利用应城地下密封性好、容量空间大的已有盐穴作为储气库的。地下盐穴容积、形态和深度等参数条件对压缩空气储能电站的建设可行性起决定性作用。  方法  通过应城压缩空气储能电站项目实践，分析总结了高精度三维地震物探方法在探测深部盐穴形态时面临的诸多关键问题和处理技术。  结果  在探明地下已有盐穴赋存特征时，三维地震物探观测系统设计应满足高分辨率的需求，CDP网格应满足不低于5 m×5 m的精度，确保目标区覆盖次数大于30次。盐穴三维地震数据处理采用静校正处理技术、叠前去噪技术来提高数据质量。针对不同的激发接收条件采用一致性处理技术，并构建准确的速度场，实现准确深度归位。道积分属性、反射强度属性、甜点属性等在识别盐穴腔体空间展布上有明显优势，边缘检测属性对于腔体边缘刻画及连通性具有较强的指示。  结论  通过物探过程中数据处理及资料解释关键技术研究，清晰地探测了盐穴容积、形态、深度等参数，为盐穴工程的开展提供详实可靠的数据支撑。研究盐穴三维地震物探中的关键问题及处理技术，可为地下盐穴型大规模压缩空气储能建设提供参考。