【摘 要】
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能源安全关系到国家经济社会发展的全局性、稳定性,对国家的繁荣发展和社会长久治安至关重要。盐岩水溶开采后的洞穴具有良好的稳定性和气密性,被认为是储存石油、天然气等能源的理想场所,然而我国的盐岩具有夹层数目多、厚度薄等特点,为盐穴的安全运营带来了巨大的挑战,因此研究层状盐岩在应力作用下的变形破坏特性至关重要。本文引入了数字图像测试方法（3D-DIC）对纯盐岩、层状盐岩、含杂质盐岩单轴压缩变形过程进行了
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能源安全关系到国家经济社会发展的全局性、稳定性,对国家的繁荣发展和社会长久治安至关重要。盐岩水溶开采后的洞穴具有良好的稳定性和气密性,被认为是储存石油、天然气等能源的理想场所,然而我国的盐岩具有夹层数目多、厚度薄等特点,为盐穴的安全运营带来了巨大的挑战,因此研究层状盐岩在应力作用下的变形破坏特性至关重要。本文引入了数字图像测试方法（3D-DIC）对纯盐岩、层状盐岩、含杂质盐岩单轴压缩变形过程进行了测试,通过对观测面位移场和应变场的演化过程分析,讨论了不同类型盐岩的变形破坏过程并对其破坏特征进行了总结,基于3D-DIC得到的全场合应变数据,建立了盐岩损伤模型并分析了损伤演化过程,进一步采用离散元方法构建了盐岩和层状盐岩的数值模型,研究了夹层分布特征对盐岩力学和变形破坏特性的影响,研究成果为盐穴储库建设运营提供了参考,主要研究工作如下:（1）开展基于3D-DIC的盐岩、层状盐岩、杂质盐岩单轴压缩试验,通过与力学测试系统得到的应力应变曲线进行对比,验证了3D-DIC方法的适用性与准确性。根据数字图像方法得到的位移场和应变场演化云图,对比分析了杂质和夹层对盐岩变形过程和破坏特征的影响,总结了不同类型盐岩单轴破坏形式。同时结合3D-DIC的全场合应变数据,建立了能够良好反映盐岩变形破坏过程的损伤模型。（2）采用颗粒流模拟软件PFC构建了与室内试验相对应的纯盐岩和层状盐岩的离散元模型,通过对主要细观参数进行敏感性分析,得到了能够反映盐岩和层状盐岩宏观力学的颗粒细观参数。根据数值模拟得到的盐岩和层状盐岩的径向位移演化云图、轴向位移演化云图、裂缝图、力链图,对比分析了数值模拟和室内试验的宏观强度和破坏特征,总结得到盐岩和层状盐岩的变形破坏机理。（3）采用颗粒流模拟软件PFC构建了具有不同夹层特征的层状盐岩数值模型,通过对比应力应变曲线、力学强度、位移云图和破坏方式,讨论了不同位置夹层、不同数量夹层、不同倾角夹层对层状盐岩力学强度和变形特性的影响。
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