石油和天然气是二十一世纪经济发展命脉,能源储备已成为确保经济发展和战略预案重要保障,盐岩由于极易溶解于水等特殊属性,促进了地下盐岩储备库的建设。盐岩矿床一般都深埋于地下,在水溶造腔过程中必须考虑三轴应力作用对盐岩溶解造腔的影响,同时在溶解过程中还受到温度、溶液浓度、流速等影响。因此充分掌握三轴应力条件下盐岩溶解特性以及其溶蚀机理对水溶造腔形状控制和稳定性具有重要意义,是确保盐穴储库安全成功建腔的关键。　　本文通过试验研究了在无应力条件下温度、溶液浓度、流速、溶蚀倾角和溶蚀面积对盐岩溶解特性的影响,自行研制了三轴应力作用下盐岩溶解特性试验机,在此基础上进行不同应力条件下盐岩溶解特性的试验研究,分析三轴应力条件下盐岩溶蚀机理,并且在上述研究基础上进行了盐岩溶解速率影响因素正交试验,得到了浓度、温度、等效应力和流量耦合条件下盐岩溶蚀方程,主要结论如下:　　(1)分析了盐岩溶解基础理论,通过无应力条件下盐岩溶解试验研究,得出温度、溶液浓度、流速、溶蚀倾角和溶蚀面积等因素对盐岩溶解速率的影响规律。　　(2)自行研制了三轴应力作用下盐岩溶解特性试验机,解决了三轴应力条件下溶解水流通过盐岩试样的关键技术问题和溶解过程中密封、稳压和试验设备抗腐蚀性等关键难题,在此基础上得到该试验条件下盐岩溶解速率计算方法。　　(3)通过模型计算分析,推导出三轴应力作用下盐岩试样通水孔壁溶解面上应力分布规律和外部应力载荷之间的定量关系,发现盐岩试样溶蚀面上轴向应力与外部载荷轴压数值相等,环向应力数值是围压的2倍,径向应力为0;　　(4)利用自行研制三轴应力条件下盐岩溶解试验系统,进行了不同应力载荷条件下盐岩溶解试验,分析了三轴应力作用下盐岩变形及力学损伤过程,揭示了等效应力与盐岩溶解速率之间的关系。发现在不同围压条件下盐岩溶解速率表现相同变化规律,溶解速率都随着等效应力增大先缓慢减小,然后又逐渐增大;盐岩溶解速率变化主要是由于在不同应力载荷条件下盐岩内部损伤程度不同,试样内部裂纹、裂隙经历压密、闭合然后又发育、扩张的过程,从而改变了溶解过程中有效溶蚀面积以及单位时间内盐岩的溶解量;溶解速率最低点所处应力状态刚好是弹性变形过渡为塑性变形的临界点,同时也是盐岩试样体积应变的扩容点,从而揭示了三轴应力条件下盐岩溶蚀机理。　　(5)总结溶解造腔过程中影响盐岩溶解速率的各种因素,选取溶液浓度、温度、等效应力和流量四个因素为因变量,溶解速率为自变量,进行正交试验。试验结果表明,浓度和温度对盐岩溶解速率影响明显,等效应力和流量两个因素对溶解速率影响相对较弱,四个因素对盐岩溶解速率影响主次关系为浓度>温度>等效应力>流量;运用层次分析法计算发现,浓度和温度两个因素对盐岩溶解速率影响权重达到了95％,对溶解速率影响权重关系为浓度>温度>等效应力>流量。　　(6)在上述研究基础上,通过回归分析,得到浓度、温度、等效应力和流量四个因素耦合条件下盐岩溶蚀方程。运用相关系数和残差计算方法,对方程预测结果进行检验,结果显示,方程预测结果跟试验结果基本一致,进而说明多因素耦合条件下盐岩溶蚀方程较为准确地描述了水溶造腔过程中溶解速率变化情况。