岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 454-466.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0630CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0630
刘瑞1,周舒威1, 2,秦世康1,徐英俊1,何修涵1,冯建业3
LIU Rui1, ZHOU Shu-wei1, 2, QIN Shi-kang1, XU Ying-jun1, HE Xiu-han1, FENG Jian-ye3
摘要: 对废弃矿井进行改造用于压氢储能,可实现废弃资源的利用和氢气的大规模安全存储。建立废弃矿井压氢储能热−流−固耦合分析理论框架,通过已有解析解对数值模型进行验证,针对某矿废弃矿井进行三维建模研究,并对其压氢储能过程中的热−流−固响应特征及损伤特性进行分析。研究结果表明:所建立的废弃矿井压氢储能热−流−固耦合理论框架可精细化表征压氢储能硐室的多场耦合响应;进行改造后的废弃矿井硐室极限存储压力明显高于未改造废弃矿井的极限压力;由于巷道围岩受锚杆索支护影响,硐室岩石表面的损伤整体呈现斑点状;储能硐室围岩塑性区发育方向向下;硐室内表面位移同时向径向和环向发展,在裂纹萌生时发生张拉裂纹、剪切裂纹和扭转裂纹;在联络巷和大巷交界处存在较大温度梯度和气体压力梯度,温度梯度波动范围较小,约为1 m;大巷温度梯度为−25.8~48.8 K/m,联络巷温度梯度为−22.8~43.8 K/m;气体压力梯度约为2 000 Pa/m,其影响范围较大,约为7.5 m。
中图分类号: TK91,TU9| [1] | 薛熠, 杨博鹍, 刘勇, 孙强, 张云, 曹正正, . 液氮循环冷冲击作用下高温花岗岩I型断裂特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 422-436. |
| [2] | 吕茂淋, 朱珍德, 周露明, 葛鑫梁, . 基于相场法的预制双裂隙岩体水力压裂扩展数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1850-1862. |
| [3] | 周泽华, 吕艳, 苏生瑞, 刁钰恒, 王祚鹏, 王剑昆, 赵辉, . 花岗岩质边坡地震动力响应及破坏特征 大型振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 918-931. |
| [4] | 杨亮, 杨永涛, 郑宏, . 相场数值流形法模拟岩石裂纹扩展[J]. 岩土力学, 2021, 42(12): 3419-3427. |
| [5] | 刘一扬, 宋选民, 朱德福, 李竹. 大块度关键块动态结构力学行为及响应特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1019-1028. |
| [6] | 李 尧,李术才,刘 斌,聂利超,张凤凯,徐 磊,王传武,. 钻孔雷达探测地下不良地质体的正演模拟及其复信号分析[J]. , 2017, 38(1): 300-308. |
| [7] | 谢生荣 ,许 磊 ,张广超 ,李世俊 ,龚 爽 ,杨绿刚,. 深部大采高沿空留巷围岩结构沉降破坏与控制[J]. , 2015, 36(2): 569-575. |
| [8] | 肖文联,赵金洲,李 闽,王 俊,李丽君. 富含黏土矿物的低渗砂岩变形响应特征研究[J]. , 2012, 33(8): 2444-2450. |
|
||