盐岩的低渗透性能保证储库的密闭性;良好的蠕变行为和损伤自我恢复性可保证其力学稳定性,以适应储库压力的变化。因此,盐岩已被公认为储存天然气的理想场所。鉴于我国能源的需求、储备的实际情况和盐矿资源分布情况,储库的建设得到了国家和许多学者越来越多的重视。本文以我国第一个地下盐岩储气库(江苏金坛储气库)为示范工程,系统开展了地下盐岩储气库运营中两个阶段(注气排卤阶段和注采周期阶段)相关力学问题的研究。主要研究内容及研究成果如下:1、通过单三轴压缩、直剪、单三轴蠕变实验研究了盐岩的力学特性,得到了蠕变损伤模型在数值计算中所需要的参数。2、针对地下储气库中数值计算结果难以验证的问题,利用废弃溶腔建立了观察井来监测溶腔由于蠕变引起的体积收缩,并通过实验和理论推导,验证了该方法在理论和实践上的合理性。利用监测数据,通过优化反演的方法得到了金坛盐岩蠕变损伤本构模型的实际蠕变参数,并应用于以后各章的数值计算中。3、针对储气库在注采过程中受周期荷载,将其考虑为蠕变损伤和疲劳损伤的交互作用,用理论推导的方法得到了一个新的蠕变.疲劳交互损伤模型。利用力学实验的方法,研究了盐岩在单、三轴周期荷载作用下的疲劳特性,并利用试验数据回归了蠕变-疲劳交互损伤模型的参数。利用数值软件中对材料本构模型进行二次开发留下的接口,通过VC++对盐岩蠕变-疲劳交互损伤本构模型进行了编程。4、针对注气排卤系统中腔内压力变化规律,主要研究了注气排卤中气液界面的确定方法;分析和推导了注气压力、气液面高度、排卤速度等因素的关系式,并利用注气压力理论计算值和实际监测数据相比较,验证了该关系式在实际工程中的可用性.。最后建立了金坛6口溶腔的三维数值模型,运用蠕变损伤本构模型和Cosserat扩展介质本构模型对腔体在注气排卤期间的可用性及细小夹层对可用性的影响进行了研究。5、运用蠕变损伤模型和蠕变-损伤交互损伤本构模型考虑了注采运行中恒定内压、采气速率、循环次数三个因素对储气库体积变形规律的影响,获得了一些有益结论,并应用于指导注采气运行方案的制定。