研究背景与问题

盐穴储气库作为一种重要的能源储存设施，在我国能源安全中扮演着至关重要的角色。然而，盐穴储气库在长期运行过程中，由于周期性注采荷载与高温环境的耦合作用，其围岩会出现损伤累积现象，这直接关系到储气库的安全性和稳定性。目前，经典Burgers模型虽然能够描述盐岩的基本蠕变行为，但未能充分考虑温度场与应力场对黏弹性的耦合调控效应，以及损伤累积导致的材料刚度退化机制。因此，研究热力耦合作用下盐穴储气库围岩损伤演化规律，对于提高储气库的安全性和稳定性具有重要意义。

研究方法

本研究采用数值模拟方法，结合实验数据，对热力耦合作用下盐穴储气库围岩的损伤演化规律进行了深入研究。首先，通过实验测试获取盐岩在不同温度和应力条件下的力学参数，建立考虑温度场与应力场耦合作用的力学模型。其次，采用有限元分析方法，模拟了盐穴储气库在不同注采周期下的应力场和温度场分布。最后，基于力学模型和有限元结果，分析了盐穴储气库围岩的损伤演化过程，并探讨了影响损伤演化的关键因素。

核心结果

本研究的主要成果如下：一是建立了考虑温度场与应力场耦合作用的盐岩力学模型，为盐穴储气库围岩的损伤演化研究提供了理论依据；二是通过数值模拟和实验验证，揭示了盐穴储气库围岩在不同注采周期下的损伤演化规律，包括损伤形态、损伤程度和损伤发展速度等；三是分析了温度、应力、注采周期等因素对盐穴储气库围岩损伤演化的影响，为优化储气库设计和运行提供了科学依据。

结论与意义

本研究揭示了热力耦合作用下盐穴储气库围岩损伤演化的规律，为提高储气库的安全性和稳定性提供了理论支持和实践指导。具体结论如下：一是温度场与应力场对盐岩的黏弹性具有显著的耦合调控效应；二是损伤累积是盐穴储气库围岩损伤演化的主要形式；三是通过优化注采周期和温度控制，可以有效减缓盐穴储气库围岩的损伤演化。本研究成果可为盐穴储气库的设计、建设、运行和维护提供科学依据，具有重要的理论意义和实际应用价值。