储能技术可以实现电能在时间和空间上的分离,提高电力系统的经济性和可再生能源的利用率。随着我国可再生清洁能源的迅速发展,储能需求日益增大。盐穴压气蓄能作为大规模储能技术的首选之一,具有极大的发展潜力,已成为我国发展研究的热点。与盐穴储油储气相比,盐穴压气蓄能需要每天进行循环注釆,具有注釆频率高,注釆次数多的工程特征。因此,高频循环荷载下盐穴围岩的短期、长期力学性质将直接关系到压气蓄能的安全稳定运行,具有非常重要的研究意义。本文以盐穴压气蓄能为工程背景,采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法,对高频循环作用下的围岩应力、短期卸载破坏,长期疲劳变形规律,循环变形预测模型,疲劳与蠕变的比较以及金坛盐穴压气蓄能稳定性模拟等内容开展了相关研究。论文研究成果对于我国盐穴压气蓄能的优化运行具有重要参考价值。论文主要研究工作如下:1、详细介绍了压气蓄能的系统组成与运行过程,对现有的两座商业运行压气蓄能电站的相关地质参数与运行参数进行了归纳。基于Huntorf电站的注釆参数,对一个注采周期内的腔内温度压力变化及其引起的围岩应力进行了分析,得出腰部围岩在采气时的应力状态更为危险的结论。基于此结论,利用三轴卸围压试验对该处围岩应力进行了模拟,分析比较了不同卸载速率下盐岩的破坏强度、变形及破坏模式,并对真实工况下的卸载破坏进行了讨论和预测。2、针对不同运行方案下的围岩疲劳性质,开展了阶梯循环力学试验,分析比较了正弦循环荷载的上、下限应力,平均应力,半幅值,以及频率（周期）变化对盐岩变形性质的影响,同时也对非常规循环条件下的波形,保持应力进行了分析,得到了盐岩在不同循环条件下的变形响应规律。3、基于蠕变与循环变形的相似性,利用Burgers蠕变模型推导出正弦循环荷载下的循环变形表征方程,并通过该方程得出不同循环参数下的变形结果。对比方程结果与试验结果,发现两者存在较大差异。随后,论文通过对试验结果的拟合分析,建立了随循环参数变化的刚度折减因子,将该因子并入到原始的Burgers蠕变模型中,得到了改进的Burgers模型。该模型与试验结果高度吻合,对不同循环参数影响下的变形具有较好的表征能力。4、对单轴、蠕变与循环三种加载方式下的盐岩进行了SEM试验,对比分析了三种方式下的宏观破碎程度与微观变形机制。基于阶梯蠕变和阶梯循环破坏试验,利用等时应力应变曲线和稳定应变速率两种方式分别得到了蠕变长期强度和疲劳长期强度,并对两者大小进行了比较。通过蠕变与循环的交替试验,获得了循环荷载的等效蠕变应力,简化循环变形的预测。5、基于金坛盐穴地质参数,论文通过FLAC3D软件分别采用常见的指数蠕变模型和Burgers模型对循环荷载下围岩的位移、塑性区,剪胀损伤及体积收缩情况进行了分析与评价,并指出了传统蠕变模型在预测循环变形规律方面的不足。最后,利用改进的Burgers模型对各个循环条件下的围岩变形进行了预测,并对压气蓄能的运行方案给出了调整建议。