液化天然气(LNG)的地下岩洞储存方法是目前国际上一个前沿探索性研究课题。针对LNG低温(-162℃)存储和注采工艺引起储库一定范围内长期处于变低温状态的特征,项目开展了不同低温情况下岩体干燥与饱和状态力学特性的大量试验,探讨了低温岩石相关力学参数随温度的变化规律,研究了低温多场耦合理论及其在LNG储库工程中的应用。取得的主要成果有(1)试验获得了低温岩石变形参数随温度和冰胀效应的变化规律;(2)研究建立了低温岩石强度参数与温度和冰胀力的关系;(3)分析取得了低温岩石强度趋于稳定的温度阈值;(4)构造建立了考虑热力效应和冰胀力系数的统一本构方程;(5)探索提出了确定岩体节理变形参数的新方法及其新的计算公式;(6)初步建立了考虑岩体低温冻胀效应的多场耦合模型,并应用于LNG储库建造和未来运营过程中的相关问题探讨。本项研究对我国未来科学建造地下LNG岩洞储库和预测处于复杂变低温环境中的岩洞长期稳定性具有重要理论学术价值和重大工程意义。 项目研究发表论文12篇,其中EI收录10篇;待发表论文4篇,其中3篇为EI全收录期刊,1篇为EI收录的国际会议论文;培养博士生1名,硕士生3名。
英文主题词mechanical properties of rock;low temperature test;ice expansion effect;multi-field coupling;underground LNG storage