循环荷载下盐岩储库围岩流变损伤及扩容研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201421601001河北工业大学硕士学位论文循环荷载下盐岩储库围岩流变损伤及扩容研究论文作者：满维鹤学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：土木工程指导教师：王贵君职称：教授资助基金项目：河北省自然科学基金资助项目(E2010000081)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCivilEngineeringRESEARCHONDILATANCYANDCREEPDAMAGEOFTHESAPLTROCKCAVERNSUNDERCYCLICLOA

2、DINGbyManWeiheSupervisor:Prof.WangGuijunDecember2016ThisworksupportedbytheNaturalScienceFoundationofHebei.No.E2010000081原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签

3、名：日期：2016.12.21关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：日期：2016.12.21导师签名：日期：2016.12.21摘要盐岩具有良好的蠕变性质、塑性变形以及自我损伤恢复能力，并且盐岩具有极强的抗渗性能，因此，盐岩储库是国际公认

4、的能源储备以及核废料处置的理想场所。本文主要研究不同循环荷载条件下盐岩储库的洞室密闭性等问题。研究表明，提高循环荷载的最大内压和最小内压均可抑制洞室收缩；通过减小加、卸载速率增加循环周期可降低泥岩与盐岩的变形差异性，从而减小泥岩夹层附近拉应力；考虑损伤因素与未考虑损伤因素对比，损伤对洞室围岩应力和位移都有很大影响。在循环荷载加载过程中，偏应力增加，盐岩可能会出现扩容现象，将导致孔隙率以及渗透率急速增长，因此应当对盐岩的扩容进行研究。通过研究发现，盐岩扩容不仅受到偏应力、围压等影响，还受高温、盐岩内泥岩夹层等多种因素的影响。本文对盐岩三轴压缩试验以及三轴分级加载流变损伤试验数

5、据进行分析，发现压缩-扩容边界对瞬时扩容和蠕变扩容都有影响，即应力状态未超过压缩-扩容边界时，盐岩体积不断减小；应力状态超过压缩-扩容边界时，盐岩将发生扩容，即体积增大。通过研究盐岩试件体积应变随偏应力变化规律，提出了修正的增量形式扩容模型，该理论模型计算结果与实验数据吻合较好。改变围压进行计算，结果表明，随围压增加，扩容起始点偏应力增大，最大压缩量增大。压缩-扩容边界可以作为盐岩储库围岩破坏的警戒点。关键字：盐岩弹塑性压缩-扩容界限扩容循环荷载损伤IABSTRACTSaltrockisinternationallyrecognizedidealplacetoreserve

6、energyanddisposeofnuclearwasteforitsperformanceincludinggoodcreepproperties,plasticdeformationcapacity,recoveryandanti-permeability.Inthispaper,wemainlystudythesealingpropertyofthecavernunderdifferentcyclicloadingconditions.Accordingtotheresearch,promotionofthemaximumpressureandminimumpres

7、sureinthecyclicloadingwillbehelptorestrainingcontractionofthecaverns;Asloadingandunloadingratecouldbelowerdeformationdifferencecouldbereducedbetweenmudstoneandsaltrocksoastoreducethetensilestressnearthemudstoneinterlayer;Consideringthedamagefactors,damagehavea