目录

●第1章 绪论 1
1.1 能源储备的必要性 1
1.2 盐岩及地下盐穴 6
1.3 盐穴压缩空气储能原理及国内外研究进展 8
第2章 循环荷载作用下盐岩力学行为 10
2.1 试验材料与方法 10
2.1.1 试样制备 10
2.1.2 试验设备 11
2.1.3 单轴压缩试验试样制备 12
2.1.4 三轴围压卸载试验试样制备 12
2.1.5 对比试验设计 13
2.2 三轴围压卸载试验 13
2.2.1 注采引起的温压变化 14
2.2.2 围岩应力与注采的关系 17
2.2.3 不同采气速率对应的卸载速率 18
2.2.4 试验结果分析 19
2.3 循环加载试验 22
2.3.1 上限应力 23
2.3.2 下限应力 24
2.3.3 平均应力 26
2.3.4 应力幅值 27
2.3.5 循环频率（周期） 28
2.4 对称波形试验 35
2.4.1 试验设计 35
2.4.2 结果与讨论 36
2.5 疲劳与蠕变对比 37
2.5.1 宏观破坏模式与细观机制 38
2.5.2 长期强度对比 40
2.5.3 循环荷载的等效蠕变应力分析 44
第3章 蠕变-疲劳作用下盐岩力学特性 52
3.1 概述 52
3.2 试验设计与方法 53
3.2.1 试样制备 53
3.2.2 试验装置与方案 53
3.2.3 单轴压缩试验 57
3.3 恒应力幅下蠕变-疲劳特性 57
3.3.1 变形行为 57
3.3.2 破坏机制 65
3.3.3 试验结果分析 67
3.4 变应力幅下蠕变-疲劳特性 67
3.5 变应力间隔蠕变疲劳试验 72
3.5.1 疲劳曲线特征 72
3.5.2 单循环的应力-应变响应 74
3.5.3 不可逆变形分析 77
3.5.4 能量耗散模型及其特征 79
3.5.5 试验结果分析 81
3.6 不同应力路径下力学响应 83
3.6.1 不同应力路径试验方案 83
3.6.2 应力-应变曲线 85
3.6.3 时间-应变曲线 86
3.6.4 试验后试样CT扫描分析 90
第4章 盐岩循环变形本构模型 95
4.1 力学参数影响 95
4.1.1 上限应力与下限应力 96
4.1.2 平均应力 96
4.1.3 上限应力与幅值 97
4.1.4 周期 97
4.2 Burgers模型在循环荷载下变形推导 98
4.3 模型参数拟合 103
4.3.1 常规模型下的循环参数分析 103
4.3.2 试验结果分析 104
4.3.3 刚度折减因子分析 107
4.4 循环变形表征模型修正与验证 108
4.4.1 刚度折减因子引入 108
4.4.2 改进模型验证 109
第5章 蠕变-疲劳下盐岩损伤演化及寿命预测模型 110
5.1 概述 110
5.2 恒应力幅下盐岩损伤演化模型 111
5.2.1 模型建立与损伤变量表征 111
5.2.2 模型验证 113
5.3 变应力幅下盐岩损伤演化模型 115
5.3.1 模型建立与损伤变量表征 115
5.3.2 模型验证 116
5.4 盐岩蠕变疲劳寿命预测模型 119
5.4.1 应力水平与蠕变疲劳寿命关系 119
5.4.2 保持时间影响 120
5.4.3 寿命预测模型的建立 120
第6章 蠕变-疲劳下盐岩本构模型及二次开发 123
6.1 岩石流变元件 123
6.1.1 疲劳损伤体 123
6.1.2 非线性黏塑性体 125
6.2 盐岩蠕变-疲劳本构模型构建与分析 126
6.2.1 模型构建 126
6.2.2 参数反演与验证 128
6.2.3 敏感性分析 130
6.3 模型二次开发及数值模拟 135
6.3.1 有限差分形式 135
6.3.2 二次开发 137
6.3.3 程序验证 139
第7章 温度作用下盐岩蠕变-疲劳损伤本构模型 141
7.1 概述 141
7.2 试验设计与加载方案 141
7.3 不同温度下盐岩先蠕变后疲劳力学行为 145
7.3.1 应力-应变曲线 145
7.3.2 应变参数 145
7.3.3 模量参数 147
7.3.4 结果讨论 148
7.4 不同温度下盐岩分级蠕变-疲劳行为 149
7.5 蠕变-疲劳模型的损伤分析 150
7.5.1 试验结果分析 150
7.5.2 热损伤与力学损伤变量表征 151
7.6 分形阶导数蠕变-疲劳损伤模型构建及参数分析 153
7.6.1 分形阶导数方法 153
7.6.2 模型建立 154
7.6.3 参数分析 158
7.7 分形阶导数蠕变-疲劳损伤模型数值实现与二次开发 161
7.7.1 模型有限差分形式 161
7.7.2 模型二次开发 163
第8章 沉渣空隙特征及连通性 164
8.1 不溶物沉渣颗粒制备与分析 164
8.1.1 夹层垮塌模拟装置 164
8.1.2 沉渣制备 165
8.1.3 沉渣级配分析 166
8.1.4 块体沉渣形状分析 168
8.1.5 沉渣块体形态特征分析 171
8.1.6 沉渣堆积状态分析 173
8.2 沉渣散体结构空隙特征与连通性试验 174
8.2.1 夹层碎胀-膨胀特性 174
8.2.2 沉渣空隙连通试验 181
8.3 沉渣堆体长期空隙演化特征 188
8.3.1 离散单元法与伺服加载原理 189
8.3.2 数值模拟思路与模型建立 191
8.3.3 结果与演化规律分析 193
第9章 沉渣充填盐穴内有效容积 201
9.1 有效容积计算方法 201
9.1.1 卤水体积变化 201
9.1.2 盐穴弹性扩张 202
9.1.3 腔体形态估测方法 203
9.1.4 沉渣充填盐穴内的有效容积 203
9.2 工程案例及验证 204
9.2.1 盐穴概况 204
9.2.2 液体注入试验 204
9.2.3 表观压缩体积 205
9.2.4 盐穴扩张因子 206
9.2.5 盐穴有效体积 208
9.3 案例验证 208
第10章 结论与展望 209
10.1 主要结论 209
10.2 研究展望 214
参考文献 217