为解决天然气季节性调峰和战略储备问题,目前我国多个地区都在积极开展盐穴储气库规划与建设工作。盐穴储气库的矿柱设计关系到储气库安全和盐矿地层资源的利用率,在盐穴储气库规划建设过程中应该重点考虑。本文就盐穴储库矿柱稳定性所涉及的一系列问题,利用力学实验、理论分析及数值模拟等手段,对盐岩在不同围压下膨胀破坏规律、盐岩膨胀准则、矿柱破坏机理与安全评价理论方法、不同因素对盐穴储气库矿柱稳定性的影响规律及某储库群矿柱的稳定性等进行了研究,通过研究得到以下结论:(1)通过盐岩的单、三轴压缩及蠕变实验,得出了不同围压下的体积膨胀应力和长期强度,发现相同围压下盐岩的体积膨胀应力与长期强度的应力值接近,且不同围压下的变化趋势相同,由此推断当盐岩处于体积膨胀阶段时,内部结构已经受到破坏,若长期处于此应力状态,将会导致蠕变破坏,反之,岩体不会发生蠕变破坏。(2)根据盐岩不同围压三轴实验膨胀点的应力状态,拟合出了适合本文力学实验中盐岩特性的线性扩容界限方程(?)=0.1452I1+6.0157,可作为盐穴储气库矿柱稳定性判别的重要依据。(3)基于盐岩矿柱膨胀破坏机理,借鉴国外干盐矿矿柱应力计算经验,考虑溶盐造腔和储气运行期间盐穴内压的影响,以扩容界限为矿柱破坏判别标准,建立了双腔模型和群腔模型下的矿柱稳定性评价理论方法。与数值模拟方法相比,该方法避免了繁琐的建模和分析过程,计算步骤简单,能快速地对矿柱稳定性做出初步判断。(4)通过数值模拟方法分析了盐穴直径、矿柱宽度、腔内压力、盐穴埋深、布井方式等因素对矿柱稳定性的影响规律,并将膨胀准则嵌入数值计算结果,获得了矿柱体的安全系数云图,与矿柱安全评价方法的理论计算结果对比,验证了矿柱安全评价理论方法的可靠性。矿柱稳定性数值分析的塑性区结果与膨胀结果对比发现,通过塑性区判断盐岩矿柱稳定性的方式相对保守。(5)通过矿柱安全系数的正交极差分析,对盐穴储气库矿柱稳定性影响因素进行了敏感性排序:埋深>盐穴内压>矿柱宽度>盐腔直径>上覆岩层平均重度>矿柱高度。(6)基于金坛某盐穴储气库群现场声呐探测数据及实际地层信息建立理论计算模型和数值模型,分别采用数值方法和理论方法分析了该盐穴储气库群矿柱的长期稳定性,数值计算的矿柱膨胀情况与理论公式计算的结果一致,该工程实例中盐穴之间距离较大,其内压的改变对矿柱整体稳定性几乎没有影响。