The invention discloses a method for calculating the main influencing radius of surface subsidence of underground salt rock storage, which includes the following steps: 1) simplifying the underground salt rock storage; 2) setting the boundary line of subsidence area of underground salt rock storage as an arc with O as the center and R as the radius; 3) calculating the total shear force T and total resistance acting on the arc. Shear S; 4) Change the radius R of the arc, calculate the total shear force and total shear force on the arc corresponding to the different radius of the arc; 5) Fit the relationship expression of the difference between the total shear force T and total shear force S on the arc with different radius (T_S) and change it with radius R, and make T_S=0 to determine the corresponding critical radius Rm of the arc at this time. The arc corresponding to the boundary radius is the boundary line of the subsidence area in the true sense. 6) According to the boundary line of the subsidence area, the main influence radius of the surface subsidence of the underground salt reservoir is determined. This method calculates the main influence radius of surface subsidence of underground salt storage, and the accuracy of calculation is high.
【技术实现步骤摘要】
一种盐岩地下储存库地表沉降主要影响半径计算方法
本专利技术属于地下空间工程
,涉及一种盐岩地下储存库地表沉降主要影响半径计算方法。
技术介绍
利用深部盐岩洞穴进行能源储备是国际上广泛认可的能源储备方式,但是在储存库长期运营过程中,由于盐岩较强的蠕变性,洞周围岩体会发生较大的蠕变变形,导致储存库体积不断减小,并引发地表沉降。地表沉降是盐岩储库区存在的主要灾害之一,国际上已报道了多起由于盐岩溶腔过度收敛而引发地表沉降的案例,如法国Tersanne储气库,德国KavernenFeldes储气库,美国WestHackberry、MontBelvieu、BryanMound和BigHill储油库等。因此,对盐岩储存库地表沉降进行预测和控制对于保障储存库的长期安全具有重要意义。沉降主要影响半径表明盐岩地下储存库造成地表沉降影响范围的大小,其表示为盐岩地下储存库中心到地表沉降影响边缘点的水平距离。在主要影响半径以内的地表发生沉降,该范围之外地表不发生沉降。沉降主要影响半径一般通过实测的方法确定。对于未建造的盐岩地下储存库的主要影响半径,一般根据经验公式来估算:R0=Hcotβ(1)其中,H为储存库底部埋深;β为沉陷影响角,根据工程经验,其值一般小于45°。如上所述,现有的主要影响半径计算方法是根据工程经验得出,其沉陷影响角的取值依赖经验取值,具有很大的不确定性。如果没有相关工程经验可供借鉴,则主要影响半径的计算结果误差较大。总之,目前关于盐岩地下储存库的沉降主要影响半径未有理论性强,科学合理的计算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了 ...
【技术保护点】
1.一种盐岩地下储存库地表沉降主要影响半径计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将三维盐岩地下储存库简化在平面内,同时考虑对称性,取一半储存库进行分析;2)设盐岩地下储存库沉降区域边界线是以O为圆心、以R为半径的圆弧,以O为圆心、以R为半径画弧线ab,其中,a点位于盐岩地下储存库的底部,b点位于圆弧与地表的交点处;3)将盐岩地下储存库的外缘到b点之间的岩体划分成n个岩柱,计算各个岩柱的高度h;4)对第i个岩柱进行受力分析,得第i个岩柱的自重Wi,第i个岩柱受到的地面荷载为Qi,第i个岩柱底面de上的法向反力为Ni及切向反力为Ti,第i个岩柱两侧面上的法向力为E1i及E2i,第i个岩柱两侧面上的切向力为F1i及F2i,设E1i和F1i的合力与E2i和F2i的合力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上,根据岩柱静力平衡条件,则有Ni=(Wi+Qi)cosαi (2)Ti=(Wi+Qi)sinαi (3)其中,αi为Ti与水平面的夹角;设第i个岩柱底面的长度为li,根据式(2)及式(3)计算作用在第i个岩柱底面上的正应力σi及剪应力τi;根据库伦理论,计算第i个岩柱底面上产生的抗剪力S ...
【技术特征摘要】
1.一种盐岩地下储存库地表沉降主要影响半径计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将三维盐岩地下储存库简化在平面内,同时考虑对称性,取一半储存库进行分析;2)设盐岩地下储存库沉降区域边界线是以O为圆心、以R为半径的圆弧,以O为圆心、以R为半径画弧线ab,其中,a点位于盐岩地下储存库的底部,b点位于圆弧与地表的交点处;3)将盐岩地下储存库的外缘到b点之间的岩体划分成n个岩柱,计算各个岩柱的高度h;4)对第i个岩柱进行受力分析,得第i个岩柱的自重Wi,第i个岩柱受到的地面荷载为Qi,第i个岩柱底面de上的法向反力为Ni及切向反力为Ti,第i个岩柱两侧面上的法向力为E1i及E2i,第i个岩柱两侧面上的切向力为F1i及F2i,设E1i和F1i的合力与E2i和F2i的合力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上,根据岩柱静力平衡条件,则有Ni=(Wi+Qi)cosαi(2)Ti=(Wi+Qi)sinαi(3)其中,αi为Ti与水平面的夹角;设第i个岩柱底面的长度为li,根据式(2)及式(3)计算作用在第i个岩柱底面上的正应力σi及剪应力τi;根据库伦理论,计算第i个岩柱底面上产生的抗剪力Si;5)根据各岩柱的自重及各岩柱受到的地面荷载计算作...
【专利技术属性】
技术研发人员:王军保,宋战平,刘新荣,李世豪,张玉伟,杨欣,
申请(专利权)人:西安建筑科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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