岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2): 383-401.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0829CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0829
张国华1,相月1,张世殊2,王薪锦3,郭辉4,熊峰3,华东杰1
ZHANG Guo-hua1, XIANG Yue1, ZHANG Shi-shu2, WANG Xin-jin3, GUO Hui4, XIONG Feng3, HUA Dong-jie1
摘要: 围岩作为压缩空气储能地下储气库的主要承载结构,其在运行期间的应力与变形至关重要。然而,目前关于储气库围岩在长期循环膨胀动荷载作用下的弹塑性变形理论体系尚不完善,其从开挖至循环充放气全过程的应力路径尚不清晰。为此,基于储气库的受力特征,提出了从开挖到运行阶段围岩的弹塑性变形求解方法,并通过与商业软件FLAC3D数值模拟结果对比验证了其正确性。进一步,在设定计算方案下,从地质条件与运行条件两方面开展了围岩力学响应参数敏感性分析。主要结论如下:(1)阐明了储气库围岩不会发生持续向硐外扩容的机制,结果表明,在设定工况下围岩主要表现为向硐内的塑性累积变形,解决了长期困扰工程实践的储气库扩容问题;(2)揭示了从开挖至运行期间围岩应力路径始终位于高压与低压屈服线之间的变化规律;(3)建立了储气库围岩弹性运行压力区间的确定方法,该区间取决于黏聚力和内摩擦角,在此区间内运行可确保围岩处于弹性状态,不产生塑性变形,填补了储气库运行压力区间理论空白;(4)明确了围岩变形主要受最小与最大储气内压控制,同时充放气次数亦为重要影响因素。研究成果可为压缩空气储能电站的设计与建设提供理论依据。
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