武汉岩土所盐岩变幅循环加载损伤演化规律研究取得进展

能源是人类赖以生存及支撑社会文明进步的重要物质基础，更是经济发展的命脉。油气储备是季节性调峰、应急供应和保障国家能源安全的关键。盐岩具有良好的流变性、低渗透性和损伤自恢复等特性，广泛用于地下能源储备（天然气、石油、压缩空气、氢气、氦气等）和废弃物地质处理，地下盐穴在长期运行过程中由于盐岩的蠕变会发生持续性的收缩并引起地表沉降。

中国科学院武汉岩土力学研究所油气中心研究员杨春和团队致力于能源地下储备的研究，利用岩石高温高压蠕变仪，开展了含应力间隔的盐岩疲劳试验；基于连续损伤力学理论，建立了盐岩含恒应力间隔的循环荷载下损伤演化模型；通过声发射监测和CT扫描分别损伤评价和裂缝分布规律研究。结果表明：在含应力间隔的循环荷载下，盐岩的损伤演化分为初始、等速和加速三个阶段；应变能密度的相对变化可用来定量表示盐岩循环加载过程中的损伤变化；盐岩在含应力间隔的循环荷载后的裂缝分布为几条主裂缝和若干微小裂缝。该研究为江苏金坛和淮安、湖北潜江和应城、山东泰安、河北宁晋等地的天然气储气库和压缩空气储能电站建设提供了重要参考。

相关研究成果发表在Rock Mechanics and Rock Engineering、Journal of Petroleum Science and Engineering、Engineering Fracture Mechanics等上。研究工作得到优秀青年科学基金、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项（B类）培育项目、中科院战略性先导科技专项（C类）等的支持。

论文链接：1、2、3

图1.含应力间隔的变幅循环荷载下盐岩应力-应变曲线图

图2.含应力间隔的变幅循环荷载下盐岩损伤演化曲线图

图3.含应力间隔的变幅循环荷载下盐岩不同截面裂缝分布图