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1、總第132期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．09．038層狀鹽巖高溫蠕變特性研究周軍(太原煤炭氣化有限責任公司，山西太原030024)摘要：層狀鹽巖的高溫蠕變特性是地下處置庫穩(wěn)定性研究的關(guān)鍵問題所在。通過對層狀鹽巖進行70~C、90℃、1l0℃高溫蠕變特性試驗，研究了溫度及偏應(yīng)力對蠕變率的影響，根據(jù)蠕變曲線及試驗參數(shù)，回歸出了穩(wěn)態(tài)蠕變率本構(gòu)方程，并擬合了試驗參數(shù)，為我國核廢料硐室處置庫的建造及穩(wěn)定性分析提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：巖石力學；層狀鹽巖；高溫；蠕變特性中圖分類號：TU45文獻標識碼：B文章編號：1
2、005—2798(2010)09—0089—03鹽巖因其具有良好的蠕變特性，低滲透性及損sehe、munson等人分析研究了鹽巖在低應(yīng)變下的蠕傷自我愈合的特性，被公認可作為能源儲備、高放射變行為，并建立了反映各自實驗數(shù)據(jù)的穩(wěn)態(tài)蠕變率核廢料永久性處置的理想介質(zhì)。隨著高放射核廢料的數(shù)學模型；Carter等對鹽巖蠕變本構(gòu)模型作了地下貯存、深部地下空間的利用，人們需要研究鹽巖較為詳細的研究，但國內(nèi)外對含高鹽份泥巖夾層的力學性質(zhì)受溫度和時問共同作用下的變化規(guī)律，的鹽巖的試驗研究很少，為此對含高鹽份泥巖夾層尤其需要了解在長時問的高溫作用下鹽巖力學性質(zhì)
3、的鹽巖進行了單軸壓縮的高溫蠕變試驗研究，為我的變化規(guī)律，有關(guān)高溫下鹽巖力學特性的研究就變國油氣儲備庫和核廢料處置庫建造及穩(wěn)定性分析提得愈加重要起來。供一些理論依據(jù)。據(jù)統(tǒng)計，歐洲、美國和加拿大等世界上許多發(fā)達1實驗概況國家的核廢料地下處置庫就建在鹽巖礦床中或利用報廢的廢鹽礦井，隨著我國核能的廣泛利用，迫切需1．1實驗設(shè)備要建成一批地下鹽巖硐室核廢料處置庫，然而，我國采用太原理工大學設(shè)計的由氣體穩(wěn)壓的單軸蠕鹽巖礦床的典型特點是：單層厚度薄、軟弱夾層變試驗臺，位移測量采用千分表，加溫裝置為自行設(shè)多，這些夾層主要由高鹽份泥巖構(gòu)成，礦體呈層計、溫度
4、可控的加熱儀，功率為2kW，最高溫度可達狀、似層狀或透鏡狀，產(chǎn)狀平緩。眾所周知，進行地200cC，其溫度誤差為±2℃。質(zhì)處置的核廢料在地下埋置若干年后仍然具有很強1．2試件制備的放射性，同時散發(fā)出相當高的熱量，使得周圍巖體層狀鹽巖試樣全部采自湖北應(yīng)城地下600～的溫度升高，因此核廢料處置庫的長期安全性更是700m，采用地質(zhì)鉆機套取巖芯，經(jīng)分析，樣品的主要人們十分關(guān)心的問題。據(jù)資料顯示，在地下約成分為含高鹽份泥質(zhì)的夾層鹽巖。由于含高鹽份泥1000m深處，一定量的核廢料的情況下，由于核廢巖夾層的鹽巖含有弱面層，無法取得標準試件，依據(jù)料的放射性
5、所產(chǎn)生的熱量，可使得核廢料處置庫周巖石力學實驗標準，采用高徑比為2：1的180mm圍的巖體的溫度達到120oC左右。研究證實，含高×90mill圓柱試件。為了避免試件在加工過程中水鹽份泥巖夾層的鹽巖的蠕變特性敏感，隨著溫度、應(yīng)對鹽巖試件結(jié)構(gòu)面的破壞，采用于式鋸磨法進行全力的增高蠕變更加顯著，在長期效應(yīng)下鹽巖礦床核部試件的加工。廢料處置庫溶腔縮小，含高鹽份泥巖的夾層之間由1．3實驗方法于蠕變率不同而產(chǎn)生相對錯動趨勢，從而導致剪切所有試驗均按照ISRM試驗標準來進行，試件破壞，核廢料泄漏。因此，含高鹽份泥巖夾層的鹽巖在加工完畢后將底面打磨平整
6、，然后放入加熱儀，將的蠕變特性研究就成為地下處置庫穩(wěn)定性分析的關(guān)溫度分別調(diào)到70、90℃和110oC，待加熱儀保持鍵問題所在。目前，國內(nèi)外對鹽巖的力學特性，尤其恒溫24h后，以使試件內(nèi)部形成均勻溫度場，然后，是它的蠕變特性做了大量的實驗和理論分析，Hun．逐漸加軸壓到19．5MPa，層狀鹽巖很快就進入蠕變收稿日期：2010-06-02作者簡介：周軍(1976一)，男，山西五臺人，助理工程師，從事硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)研究。892010年9月周軍：層狀鹽巖高溫蠕變特性研究第19卷第9期狀態(tài)。隨溫度變化而自由變形。因此，礦物顆粒之間產(chǎn)生guv漤叵
7、暴約束，變形大的受壓縮，變形小受4拉2伸08，由6此4在2鹽0巖2試驗結(jié)果及其分析中形成一種由溫度引起的熱應(yīng)力。應(yīng)力最大值往往對于層狀鹽巖，其蠕變主要表現(xiàn)在I、II階段，由發(fā)生在礦物顆粒的邊界處，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，隨著于初始蠕變階段相對于穩(wěn)態(tài)蠕變階段來說持續(xù)時間溫度的升高，這些裂紋形成網(wǎng)絡(luò)，宏觀上就表現(xiàn)在鹽極短，在油氣儲庫及核廢料處置庫穩(wěn)定性分析中可巖力學性質(zhì)的劣化。以不考慮，而鹽巖夾層的穩(wěn)態(tài)蠕變階段對其穩(wěn)定性圖3所示為相同軸向壓力下，穩(wěn)態(tài)蠕變率與溫研究具有重要意義。因此，穩(wěn)態(tài)蠕變階段的本構(gòu)關(guān)度關(guān)系曲線圖。由圖3可知穩(wěn)態(tài)蠕變率與溫度之間系
8、研究對鹽巖工程來說也就顯得十分重要，對于層具有良好的線性關(guān)系。在一定的軸向壓力下，溫度狀鹽巖，研究其蠕變特性即蠕變方程，就是確定其穩(wěn)可使鹽巖的延性得到提高，溫度升高，鹽巖內(nèi)部分子態(tài)蠕變率與溫度
