能源是人類賴以生存及支撐社會文明進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，更是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。油氣儲備是季節(jié)性調(diào)峰、應(yīng)急供應(yīng)和保障國家能源安全的關(guān)鍵。鹽巖由于其良好的流變性、低滲透性和損傷自恢復(fù)等特性，被廣泛用于地下能源儲備（天然氣、石油、壓縮空氣、氫氣、氦氣等）和廢棄物地質(zhì)處理，地下鹽穴在長期運(yùn)行過程中由于鹽巖的蠕變會發(fā)生持續(xù)性的收縮并引起地表沉降。

　　中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所油氣中心楊春和院士團(tuán)隊(duì)長期致力于能源地下儲備的研究，利用巖石高溫高壓蠕變儀，開展了含應(yīng)力間隔的鹽巖疲勞試驗(yàn)；基于連續(xù)損傷力學(xué)理論，建立了鹽巖含恒應(yīng)力間隔的循環(huán)荷載下?lián)p傷演化模型；通過聲發(fā)射監(jiān)測和CT掃描分別損傷評價和裂縫分布規(guī)律研究。結(jié)果表明：在含應(yīng)力間隔的循環(huán)荷載下，鹽巖的損傷演化分為初始、等速和加速三個階段；應(yīng)變能密度的相對變化可用來定量表示鹽巖循環(huán)加載過程中的損傷變化；鹽巖在含應(yīng)力間隔的循環(huán)荷載后的裂縫分布為幾條主裂縫和若干微小裂縫。該研究為江蘇金壇和淮安、湖北潛江和應(yīng)城、山東泰安、河北寧晉等地的天然氣儲氣庫和壓縮空氣儲能電站建設(shè)提供了重要參考。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表于Rock Mechanics and Rock Engineering、Journal of Petroleum Science and Engineering、Engineering Fracture Mechanics等期刊。第一作者為博士生趙凱，通訊作者為馬洪嶺副研究員。研究工作獲得國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金（No. 52122403）、國家自然科學(xué)基金（Nos. 51874273, 51874274）、中國科學(xué)院B類先導(dǎo)科技專項(xiàng)培育項(xiàng)目（No. XDPB21）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性C類先導(dǎo)科技專項(xiàng)（No. XDC10020300）等的資助。

　　論文鏈接1：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920410521011578?via%3Dihub

　　論文鏈接2：https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-020-02342-6

　　論文鏈接3：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013794421005944?via%3Dihub

圖1 含應(yīng)力間隔的變幅循環(huán)荷載下鹽巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖

圖2 含應(yīng)力間隔的變幅循環(huán)荷載下鹽巖損傷演化曲線圖

圖3 含應(yīng)力間隔的變幅循環(huán)荷載下鹽巖不同截面裂縫分布圖

（文/圖 油氣中心）