建立国家石油储备为保障我国经济快速持续发展,维护国家安全,平抑国内油价、稳定国内市场、保证群众正常生活具有十分重要的意义。地下洞室储油具有占地少、投资少、损耗少、污染小、运营管理费用低、安全性能高等优点。考虑到地下洞室储油的优点,我国战略石油储备将均采用地下水封洞库。本文依据某地下水封储油洞库工程,通过室内试验对花岗岩疲劳力学特征进行了研究,提出了岩土材料的疲劳力学模型,并通过数值分析对某地下水封储油洞库工程的运营性能进行了分析评价,主要研究内容如下：通过常规三轴试验得到花岗岩的粘聚力C、内摩擦角φ、弹性模量E以及泊松比v等力学参数。通过循环荷载三轴试验研究了循环荷载作用下花岗岩的疲劳力学性质,确定了花岗岩剪缩区和剪胀区分界点是岩石疲劳力学性质出现变化的一个分界点,也是岩石疲劳破坏门槛值。在ABAQUS提供的适用于金属的运动硬化疲劳力学模型基础上,提出适用于岩土材料的疲劳力学模型。与已有模型相比,该模型可以考虑平均主应力对岩土材料屈服性质的影响,更适合于岩土材料疲劳性质的描述。编写用户子程序,采用ABAQUS有限元分析软件,选取两种代表性工况,相邻洞室同步注采和异步注采,从围岩稳定性和水封性两个方面对洞库的运营性能进行分析评价。研究可知,运营期间洞库稳定性和水封性保持良好,注采循环荷载对洞库造成影响,同步注采对洞库的影响更为显著。