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岩盐具有良好的物理力学性质,且岩盐溶腔油气储库同时具备经济性和安全性,利用岩盐矿床建造能源地下储库群进行能源战略储备具有重要意义。为此国内外学者对岩盐特性进行了大量基础实验研究。其中,岩盐的溶解特性是研究的首要内容,通过试验研究岩盐试样在三轴应力作用下同步溶解的过程,对工程实际的指导意义是非常重要的。 本文使用高温三轴岩盐溶解特性试验机设计出不同压力条件及特定压力下不同流速下的两组岩盐溶解试验,实现了对试验试样加压的同时在内孔通水溶解,以模拟盐腔溶解的过程。主要工作和结论如下: (1)通过深入研究岩盐溶解的基本原理,总结影响溶解速率的主要影响因素,为本文后续溶解特性试验研究提供了基本依据。 (2)设计出可实现三轴应力条件下通水溶解的试验方法,介绍了试验原理,并推导出溶解速率计算公式,通过解析计算,得出岩盐试样内孔壁处应力状态和试样表面施加压力的关系,据此设定试验方案的压力条件,并采用ANSYS对内孔壁处的应力分布进行了数值计算,验证了试验设计的正确性。 (3)依据试验原理和试验设备的特点设计出不同压力条件及特定压力下不同流速下的两组岩盐溶解试验方案,并介绍了具体试验步骤。 (4)总结出溶解面处于不同环向主应力作用条件时,岩盐溶解速率和岩盐等效应力之间的定性关系,在同一环向主应力条件下,溶解速率随等效应力先减小后增大,且在应力较大时,变化趋于平缓,通过与试样应力应变曲线对比可确定出溶解速率最低点的应力条件。 (5)通过岩盐试样内裂隙的改变情况分析了溶解速率的变化机理。 (6)相较于静溶状态,岩盐处于应力作用条件下时,流速对溶解速率变化趋势的影响是一致的,但是应力作用的存在加大了流速对岩盐溶解速率的影响程度。 以上研究及得出的相关的结论,为进一步研究多场耦合作用下的岩盐溶解特性打下了基础,为工程实际提供了基本的理论参考。