含夹层盐岩洞室Love函数解析

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随着能源问题的加剧,世界各国都将进行能源的战略储备提到了国家日程上来。盐岩凭借自身所具有的优良的地质条件和物理力学性能,为美国和一些欧洲发达国家誉为进行能源储备的理想介质。近些年来,我国针对石油、天然气等在盐岩洞室中存储的研究已经展开。与欧洲一些国家相比,我国盐岩具有成层或近似成层分布、单层厚度薄、含有包括泥岩在内的多种杂质的夹层的特点。没有经验可以借鉴,这加大了我们在理论上研究的难度。目前,在我国仍然缺少可以作为指导的精确的理论解,这严重制约了我国盐穴储库的深入研究与开发。本文将以仅考虑重力的空间轴对称模型为力学计算模型。从空间轴对称弹性理论、空间轴对称粘弹性理论等基本力学理论出发,寻求问题的解答。研究将围绕以下几点展开:(1)选取解决空间轴对称问题的常用方法Love位移法作为问题的研究方法。在弹性理论的指导下,求得满足所建立力学模型边界条件和夹层连接面处连续性条件的封闭理论解或近似理论解。(2)以求得的弹性理论解为基础,选取与盐岩的变形和应力相适应的微分计算本构模型。在空间轴对称粘弹性理论为指导下,通过拉普拉斯变换,得到研究问题的粘弹性解。解答与盐岩本身的粘弹性相符合,在实际中具有更加积极的作用。(3)将各层的材料参数值代入到各力学分量的表达式中,得到各分量的数学代数式。借助MAPLE软件,通过绘制二维、三维图形对于理论解进行结果解析。一方面,可以对于各力学分量的变化规律和变化特征加以总结。另一方面,在不同理论解结果解析的比较中,验证不同理论解对于问题描述上的延续性。(4)运用FLAC3D软件对于研究问题进行数值模拟,实现研究问题的可视化。并与此前进行的结果分析的结论相对比。检验理论解对于实际问题描述的完整性。
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