层状盐岩高温蠕变特性研究.pdf

《层状盐岩高温蠕变特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第132期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．09．038层状盐岩高温蠕变特性研究周军(太原煤炭气化有限责任公司，山西太原030024)摘要：层状盐岩的高温蠕变特性是地下处置库稳定性研究的关键问题所在。通过对层状盐岩进行70~C、90℃、1l0℃高温蠕变特性试验，研究了温度及偏应力对蠕变率的影响，根据蠕变曲线及试验参数，回归出了稳态蠕变率本构方程，并拟合了试验参数，为我国核废料硐室处置库的建造及稳定性分析提供理论依据。关键词：岩石力学；层状盐岩；高温；蠕变特性中图分类号：TU45文献标识码：B文章编号：1

2、005—2798(2010)09—0089—03盐岩因其具有良好的蠕变特性，低渗透性及损sehe、munson等人分析研究了盐岩在低应变下的蠕伤自我愈合的特性，被公认可作为能源储备、高放射变行为，并建立了反映各自实验数据的稳态蠕变率核废料永久性处置的理想介质。随着高放射核废料的数学模型；Carter等对盐岩蠕变本构模型作了地下贮存、深部地下空间的利用，人们需要研究盐岩较为详细的研究，但国内外对含高盐份泥岩夹层的力学性质受温度和时问共同作用下的变化规律，的盐岩的试验研究很少，为此对含高盐份泥岩夹层尤其需要了解在长时问的高温作用下盐岩力学性质

3、的盐岩进行了单轴压缩的高温蠕变试验研究，为我的变化规律，有关高温下盐岩力学特性的研究就变国油气储备库和核废料处置库建造及稳定性分析提得愈加重要起来。供一些理论依据。据统计，欧洲、美国和加拿大等世界上许多发达1实验概况国家的核废料地下处置库就建在盐岩矿床中或利用报废的废盐矿井，随着我国核能的广泛利用，迫切需1．1实验设备要建成一批地下盐岩硐室核废料处置库，然而，我国采用太原理工大学设计的由气体稳压的单轴蠕盐岩矿床的典型特点是：单层厚度薄、软弱夹层变试验台，位移测量采用千分表，加温装置为自行设多，这些夹层主要由高盐份泥岩构成，矿体呈层计、温度

4、可控的加热仪，功率为2kW，最高温度可达状、似层状或透镜状，产状平缓。众所周知，进行地200cC，其温度误差为±2℃。质处置的核废料在地下埋置若干年后仍然具有很强1．2试件制备的放射性，同时散发出相当高的热量，使得周围岩体层状盐岩试样全部采自湖北应城地下600～的温度升高，因此核废料处置库的长期安全性更是700m，采用地质钻机套取岩芯，经分析，样品的主要人们十分关心的问题。据资料显示，在地下约成分为含高盐份泥质的夹层盐岩。由于含高盐份泥1000m深处，一定量的核废料的情况下，由于核废岩夹层的盐岩含有弱面层，无法取得标准试件，依据料的放射性

5、所产生的热量，可使得核废料处置库周岩石力学实验标准，采用高径比为2：1的180mm围的岩体的温度达到120oC左右。研究证实，含高×90mill圆柱试件。为了避免试件在加工过程中水盐份泥岩夹层的盐岩的蠕变特性敏感，随着温度、应对盐岩试件结构面的破坏，采用于式锯磨法进行全力的增高蠕变更加显著，在长期效应下盐岩矿床核部试件的加工。废料处置库溶腔缩小，含高盐份泥岩的夹层之间由1．3实验方法于蠕变率不同而产生相对错动趋势，从而导致剪切所有试验均按照ISRM试验标准来进行，试件破坏，核废料泄漏。因此，含高盐份泥岩夹层的盐岩在加工完毕后将底面打磨平整

6、，然后放入加热仪，将的蠕变特性研究就成为地下处置库稳定性分析的关温度分别调到70、90℃和110oC，待加热仪保持键问题所在。目前，国内外对盐岩的力学特性，尤其恒温24h后，以使试件内部形成均匀温度场，然后，是它的蠕变特性做了大量的实验和理论分析，Hun．逐渐加轴压到19．5MPa，层状盐岩很快就进入蠕变收稿日期：2010-06-02作者简介：周军(1976一)，男，山西五台人，助理工程师，从事硅酸盐水泥生产技术研究。892010年9月周军：层状盐岩高温蠕变特性研究第19卷第9期状态。随温度变化而自由变形。因此，矿物颗粒之间产生guv漤叵

7、暴约束，变形大的受压缩，变形小受4拉2伸08，由6此4在2盐0岩2试验结果及其分析中形成一种由温度引起的热应力。应力最大值往往对于层状盐岩，其蠕变主要表现在I、II阶段，由发生在矿物颗粒的边界处，产生应力集中现象，随着于初始蠕变阶段相对于稳态蠕变阶段来说持续时间温度的升高，这些裂纹形成网络，宏观上就表现在盐极短，在油气储库及核废料处置库稳定性分析中可岩力学性质的劣化。以不考虑，而盐岩夹层的稳态蠕变阶段对其稳定性图3所示为相同轴向压力下，稳态蠕变率与温研究具有重要意义。因此，稳态蠕变阶段的本构关度关系曲线图。由图3可知稳态蠕变率与温度之间系

8、研究对盐岩工程来说也就显得十分重要，对于层具有良好的线性关系。在一定的轴向压力下，温度状盐岩，研究其蠕变特性即蠕变方程，就是确定其稳可使盐岩的延性得到提高，温度升高，盐岩内部分子态蠕变率与温度