本文通过盐岩三轴蠕变实验、理论分析和数值计算研究了盐岩的非线性蠕变损伤机理。首先,通过盐岩的三轴蠕变实验研究了盐岩的蠕变特性,提出了盐岩稳定蠕变阶段具有非线性特征;然后,分析了产生盐岩非线性蠕变损伤的机理,提出盐岩的蠕变速率与蠕变过程中产生的累积蠕变应变密切相关;据此应用改进的Burgers模型,建立了盐岩的三维蠕变损伤本构模型;最后,根据盐岩三轴蠕变实验结果拟合得到了金坛盐岩的非线性蠕变力学参数。通过与常用蠕变模型的蠕变速率对比分析,指出本文提出的盐岩非线性蠕变模型更好地反映了盐岩稳定阶段的蠕变力学特性。最后,将本文的研究成果通过FORTRAN编程与有限元软件ABAQUS相连,开展了金坛废弃溶腔群作为天然气储库的长期稳定性分析,给出了盐岩储库变形过程及其变形分布特点;根据流变过程中围岩损伤区的演化过程,给出了套管鞋高度的参考值。研究成果表明:储气库在过去10年溶腔及废弃阶段,因为卤水的内压作用使得溶腔的蠕变变形不是太大,储气阶段由于内压较高,因此其蠕变变形较小,而在抽气阶段,由于内压减小,使得围岩的蠕变变形呈增大趋势。但总的来说,由于三个溶腔间距较小,使得岩柱部位的变形和塑性区较大,因此建议储库的工作压差不能太大,否则会引起岩柱的垮塌。