盐穴地下储库地表沉降的粘弹模型及其应用

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mowill
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
盐岩是一种极其特殊的岩石,具有优良的物理力学性质。利用盐岩特殊的物理及化学性质建成的地下油气储备库具有密封性好、存储量大、能躲避战乱和灾害等优点,因而被公认为是石油天然气等战略能源最佳的储存场所。然而,盐穴地下油气储库在长期运行过程中不可避免地会出现地表沉降问题,有时甚至会产生地质灾害,对储库的安全运营、周边的建筑物及自然环境产生不利影响。因此,有必要建立起合理有效的地表沉降预测体系,避免灾害事故的发生。  盐穴地下储库在长期运行过程中的地表沉降预测,是储库安全评价的重要内容。现阶段,含球形孔洞半无限空间的地表沉降预测广泛采用唯象学的方法,如基于随机介质的概率积分法、典型曲线法等。Mogi模型作为最新的理论方法仍是一种近似方法,目前尚无成熟的基于力学理论的方法。本文基于弹性力学叠加原理,提出了一种盐穴地下储库地表沉降的粘弹性模型,并采用数值模拟和现场数据进行验证。采用相同的原理,提出了一种水平隧道地表沉降的粘弹性模型,从而为盐穴地下储库和隧道地表沉降预测提供了一套基于力学理论的新方法。  本文的主要研究成果如下:  1.分析了各影响因素对盐穴地下储库地表沉降的影响,特别是时滞效应对地表沉降发展的影响。  2.依据弹性力学理论,将盐穴地下储库的地表沉降问题近似为半无限空间内球形孔洞受力收缩产生的边界位移问题。利用弹性无限域内球形孔洞受力收缩的球对称位移解,运用叠加原理,推导得到半无限空间内球形孔洞在一定内压作用下引起的地表沉降的弹性积分形式解析解。  3.以已推导得到的地表沉降弹性积分形式解析解为基础,运用对应原理,将体积变形视为弹性,畸变视为Maxwell粘弹性,对其进行拉普拉斯变换,得到时空域上的地表沉降粘弹性积分形式解析解。  4.运用ANSYS和FLAC3D数值模拟软件,分析地表沉降弹性模型与数值模拟结果发现,在整个沉降范围内两者拟合较好,从而验证了本文地表沉降弹性模型的准确性与可行性。  5.将地表沉降粘弹性模型运用于某盐穴地下储库地表沉降的预测分析中,并与该地下储库现场地表沉降观测数据进行对比分析,结果表明地表沉降粘弹性模型能够很好地预测盐穴地下储库地表沉降及发展趋势。  6.采用与盐穴地下储库地表沉降预测相同的原理,由三维退化至二维,提出了一种水平隧道地表沉降的粘弹性模型,得到了隧道地表沉降的弹性积分形式解析解和粘弹性积分形式解析解,打破了传统的经验化的预测方法,为隧道地表沉降预测提供了一套基于力学理论的新方法。  7.采用Maple数学计算软件,对盐穴地下储库和隧道的地表沉降弹性积分形式解析解进行计算。根据计算结果得到了两者的地表沉降曲线及其拐点位置。
其他文献
双曲线型冷却塔用于火力发电厂循环水的冷却,是火力发电厂的重要构筑物之一.该文根据中国火力发电厂双曲线型冷却塔结构设计的迫切需要,在双曲线型冷却塔结构分析软件《CTSAP
节理是一种常见的岩体结构面,会对应力波的传播产生明显的影响。当波传播至地表面时将引起地表运动,也对地表的建、构筑物的安全稳定产生威胁。因此,对于应力波在节理岩体中的传
该论文是针对大型桥梁抗震考虑地震动的空间变化作用时反应谱分析方法的实用性而展开工作的.首先,对有关该课题方面的资料进行了较为广泛的调查和研究,综合了目前多点激励反
该文在已有研究的基础上,对该新型节点进行了改进,并对常用的几咱连接不同类型梁柱的节点进行了静力加荷与低周反复加荷试验.在对4个试件进行了6项测试中,分别对试件施加梁端
针对低氨氮浓度废水单级自养脱氮系统构建及稳定运行困难,以及自养脱氮过程中副产物硝氮残留、有机物耐受性差、无除磷功能等问题,提出低氨氮废水单级自养脱氮(SNAD)-反硝化除
随着我国工程建设的发展,越来越多的重大工程在深部和强烈构造活动区兴建,诱发了一系列的高应力灾害。而初始高地应力是形成高应力灾害以及影响不同类型灾害形成机制的最直接的
岩质滑坡是滑坡的一种重要类型,在我国西南地区分布广泛。岩质滑坡常常发生在偏远的山区,具有很强的突发性、强大的冲击力、高速远程和刮铲效应明显等特性,岩质滑坡的发生往往造
该研究分别采用灰色理论、多元回归、年增长率等多种方法,对近期2005年和中远期2010年省城市供水综合生产能力,全年总需水量进行预测.预测结果,2005年综合供水能力2260万立方
边坡岩土体在其形成和存在的整个地质历史过程中,经过了各种复杂的地质作用,具有天然的不确定性,亟需一套理论的分析方法对不确定性的影响进行合理的评估,随机模拟方法是解决这一
该论文从北京市水资源紧缺状况和住宅生活用水现状出发,通过大量的调查和实验测试,从六个不同的角度对高层住宅的节水潜力进行了研究,旨在从设计的角度改进住宅室内给水系统