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超低温作用下花岗岩力学特性及地下LNG储库稳定性研究
1
作者
李纯纯
熊峰
+3 位作者
张国华
华东杰
曹伟腾
唐志成
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第4期840-848,共9页
花岗岩分布广泛、强度高,是低温液化天然气(LNG)地下存储的理想介质。然而LNG形成的极端低温(-162℃)使得花岗岩岩体性质发生改变,影响储库安全。为了探究超低温下花岗岩力学特性,开展了-90℃~-165℃低温环境下干燥和饱和花岗岩单轴压...
花岗岩分布广泛、强度高,是低温液化天然气(LNG)地下存储的理想介质。然而LNG形成的极端低温(-162℃)使得花岗岩岩体性质发生改变,影响储库安全。为了探究超低温下花岗岩力学特性,开展了-90℃~-165℃低温环境下干燥和饱和花岗岩单轴压缩试验、热膨胀测试以及微观观察。试验结果表明,当温度从-90℃降低到-165℃时,饱和花岗岩的抗压强度和弹性模量分别提高31.1%,24%,干燥状态花岗岩的弹性模量提高了12.8%,而抗压强度变化不明显。力学强度提升主要原因在于随着温度的降低,干燥花岗岩因为自身矿物结构低温收缩导致内部颗粒胶结作用增强;饱和花岗岩由于含有孔隙水,遇低温冻结成冰,使岩石空隙与裂纹黏结得更加紧密,岩石内部结构更为致密。通过试验数据建立了岩石线膨胀系数与温度的负相关经验关系式,嵌入到COMSOL的热-力耦合模型中,实现了低温LNG储库长期稳定性分析。随着运营年限增加和温度降低,岩石产生冻胀效应,岩层间发生挤压变形,导致地表出现隆起风险,同时这项研究也对地下岩体空间工程发展具有重要意义。
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关键词
超低温
花岗岩
单轴压缩试验
微裂纹
冻胀
储库稳定性
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职称材料
题名
超低温作用下花岗岩力学特性及地下LNG储库稳定性研究
1
作者
李纯纯
熊峰
张国华
华东杰
曹伟腾
唐志成
机构
中国地质
大学
(武汉)工程学院
长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点室验室
中国地质
大学
(武汉)地质探测与评估教育部
重点
实
验
室
出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第4期840-848,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(52209148)
国家重点研发计划项目课题(2021YFB2600402)。
文摘
花岗岩分布广泛、强度高,是低温液化天然气(LNG)地下存储的理想介质。然而LNG形成的极端低温(-162℃)使得花岗岩岩体性质发生改变,影响储库安全。为了探究超低温下花岗岩力学特性,开展了-90℃~-165℃低温环境下干燥和饱和花岗岩单轴压缩试验、热膨胀测试以及微观观察。试验结果表明,当温度从-90℃降低到-165℃时,饱和花岗岩的抗压强度和弹性模量分别提高31.1%,24%,干燥状态花岗岩的弹性模量提高了12.8%,而抗压强度变化不明显。力学强度提升主要原因在于随着温度的降低,干燥花岗岩因为自身矿物结构低温收缩导致内部颗粒胶结作用增强;饱和花岗岩由于含有孔隙水,遇低温冻结成冰,使岩石空隙与裂纹黏结得更加紧密,岩石内部结构更为致密。通过试验数据建立了岩石线膨胀系数与温度的负相关经验关系式,嵌入到COMSOL的热-力耦合模型中,实现了低温LNG储库长期稳定性分析。随着运营年限增加和温度降低,岩石产生冻胀效应,岩层间发生挤压变形,导致地表出现隆起风险,同时这项研究也对地下岩体空间工程发展具有重要意义。
关键词
超低温
花岗岩
单轴压缩试验
微裂纹
冻胀
储库稳定性
Keywords
ultra-low temperature
granite
uniaxial compression test
microcrack
frost heave
storage stability
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
超低温作用下花岗岩力学特性及地下LNG储库稳定性研究
李纯纯
熊峰
张国华
华东杰
曹伟腾
唐志成
《岩土工程学报》
北大核心
2025
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