岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (6): 1895-1905.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0736CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0736
戴洪军1,杨雪2,蔡升华1,蒋中明2,刘益平1,张勇1
DAI Hong-jun1, YANG Xue2, CAI Sheng-hua1, JIANG Zhong-ming2, LIU Yi-ping1, ZHANG Yong1
摘要: 钢板作为压缩空气储能(compressed air energy storage,简称CAES)人工硐室储气库密封层的选择方案之一,其厚度设计至关重要。采用数值模拟法对密封钢板在洞径尺寸、围岩模量和储气内压等因素影响下的受力特性进行全面深入分析,进而拟合出钢板厚度与上述因素之间的关系。此外,采用理论分析法对外水压力作用下钢板屈曲临界厚度和运行环境条件下钢板的腐蚀厚度进行了分析。最后综合密封钢板的受力变形与屈曲特征以及腐蚀速率等影响因素,提出了密封钢板厚度的确定方法。研究成果表明:拟合得到的储气内压−钢板厚度间的经验公式推求临界压力或临界厚度时的误差较小,应力控制计算得到的误差仅为2.37%,应变控制计算得到的误差仅为2.35%;不设加劲环钢板的临界厚度随着外压的增加呈现非线性增加趋势,设置加劲环钢板的临界厚度随着外压的增加呈现线性增加趋势;在高温高湿环境下,钢板表面会出现全面不均匀腐蚀现象,局部锈蚀严重,在钢衬厚度设计时增加相应的腐蚀富裕厚度。最后提出的钢衬临界厚度确定方法在本研究条件范围内具有较好的适用性,可为钢板密封方案设计提供有益借鉴。
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