随着国民经济的快速发展,我国对石油的需求量越来越大,而当前我国的石油储备能力远远达不到上述要求,目前我国的石油储备天数仅仅为40天而国际通用标准则为90天。当前国内最普遍的石油储备方法是利用油罐将石油储存于地上,比较而言地下储油库则具有更安全环保、减少约工程造价、高效利用更多土地资源等优点。为加大我国的石油储备存量,国家战略石油储备基地正在加快建设中,除以地下花岗岩层和盐岩层作为储存介质外,具有埋深大、空间足、密封性好、稳定性高等特点的石膏矿采空区为地下油气储备的发展开拓了一种新的途径。本文开展了一系列的室内试验,重点研究硬石膏的物理力学特性对围岩稳定性的影响。通过对比分析硬石膏在浸水、浸油条件前后物理力学性质的变化规律,揭示储油环境下硬石膏围岩的时效弱化机理。论文的主要研究工作与成果如下:(1)通过开展不同规格硬石膏岩样波速试验、膨胀试验,得到了硬石膏的横波波速、纵波波速、动泊松比、动弹性模量、膨胀率、膨胀压力等物理力学参数,了解了硬石膏的内部各项异性和膨胀性等物理力学特性。(2)通过开展不同规格硬石膏岩样三轴和单轴压缩试验和巴西劈裂试验,得到了自然状态下硬石膏质岩力学参数:压弹性模量、拉弹性模量、压泊松比、拉泊松比、粘聚力、摩擦角等。全面地了解了硬石膏的力学特性,亦作为岩样浸泡后力学性质变化的参照。(3)将硬石膏岩样进行高压环境浸水、浸油试验,分别作用69d、136d、271d,对每个时间阶段每种浸泡条件下的硬石膏质岩进行单轴压缩试验、三轴压缩试验、巴西劈裂试验,得到了对应的力学参数。试验表明水、油对硬石膏力学性质影响并不大,利用硬石膏矿区储存原油具有很强的可行性。水-岩作用和油-岩作用对自身完整性较强的硬石膏岩样的强度弱化效果基本相当,说明现场通过施加水垫层来减少油品损失从而保证油品质量的做法是可以推广的。