Обоснование параметров реологических испытаний каменной соли в режиме ступенчатого нагружения

Обеспечение устойчивости подземных хранилищ газа (ПХГ) выполняется за счет соответствующих проектных решений, обоснование которых предполагает наличие надежной информации о физико-механических свойствах соляных пород вмещающего ПХГ массива. Каменная соль обладает ярко выраженными реологическими свойствами. В связи с этим их определение следует рассматривать как одну из приоритетных задач геоконтроля при строительстве и эксплуатации ПХГ. В настоящее время известно большое количество экспериментальных исследований ползучести горных пород, в том числе и в условиях трехосного нагружения. Разработаны различные математические модели, прогнозирующие поведение материала на длительный срок деформирования. Нормативными материалами расчетный срок эксплуатации для горнодобывающих предприятий или строительных объектов определяется 50 годами, однако большинство экспериментов по определению параметров ползучести имеет продолжительность не более 500 ч. Цель данной работы—выявить закономерность поведения каменной соли в ходе испытаний по определению реологических характеристик прямым методом и ступенчатым методом в режиме одноосного и трехосного нагружения с изменяющимися значениями величины и продолжительности ступени на схожих по структуре образцах каменной соли. На основе полученных результатов расчета реологических характеристик традиционным и ступенчатым методами определить оптимальные методические подходы оценки реологических свойств соляных горных пород в режимах одноосного и трехосного нагружения. Результаты проведенных экспериментов позволили определить необходимые параметры проведения экспериментов в режиме ступенчатого нагружения, при которых реологические характеристики согласуются с данными, полученными в результате экспериментов, проведенных прямым методом.

Ключевые слова: испытание каменной соли, режим ступенчатого нагружения, время проведения эксперимента, деформации, напряжения, реологические характеристики, прогноз процесса ползучести.
Как процитировать:

Агеенко В. А. Обоснование параметров реологических испытаний каменной соли в режиме ступенчатого нагружения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 4. – С. 113–123. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_113.

Благодарности:
Номер: 4
Год: 2021
Номера страниц: 113-123
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.03
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_113
Дата поступления: 17.04.2020
Дата получения рецензии: 12.12.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.03.2021
Информация об авторах:

Агеенко Валерий Александрович — аспирант, e-mail: Valera.ageenko@mail.ru, НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Носиков А. В., Коротков С. А., Трясин Е. Ю., Торопецкий К. В., Михайлов Б. О., Борисов Г. А. Исследование ползучести каменных солей и применение в инженерных расчетах конструкции скважин // Экспозиция Нефть Газ. — 2018. — № 7 (67). — С. 29—36.

2. Кошелев А. Е. Обоснование и разработка метода определения механических свойств каменной соли с учетом начального поля напряжений: диссертация канд. тех. наук: 25.00.20. — М., 2013. — 143 с.

3. Пермяков P. O., Соломенцев Г. Г., Гаркушин П. К. Исследование физико-механических свойств, процесса деформирования и разрушения соляных пород // Труды ВНИИГалургии. — 1974. — Вып. 67. — С. 108—119.

4. Тавостин М. Н. Влияние вида напряженного состояния на реологические свойства каменной соли // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2000. — № 8. — С. 125—128.

5. Singh D. P. Long-tezm strength of rock // Colliezy Guazdian. 1977. Vol. 225. No 11. Pp. 861—866.

6. Wu C., Liu J., Zhou Z., Xu H., Wu F., Zhuo Y., Wang L. Study on creep properties of salt rock with impurities during triaxial creep test // Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition). 2017. Vol. 49. Pp. 165—172.

7. Ударцев А. А., Паньков И. Л. Исследование ползучести красного сильвинита при различных боковых давлениях // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. — 2015. — № 1. — С. 270—273.

8. Chtourou H., Guillot M., Gakwaya A.Modeling of the metal powder compaction process using the cap model. Part I. Experimental material characterization and validation // International Journal of Solids and Structures. 2002. Vol. 39. No 4. Pp. 1059–1075.

9. Wang R., Jiang Y., Yang C., Huang F., Wang Y. A nonlinear creep damage model of layered rock under unloading condition // Mathematical Problems in Engineering. 2018. Vol. 8. Article 8294390.

10. Zhou Z., Liu J., Wu F., Wang L., Zhuo Y., Liu W., Li J. Experimental study on creep properties of salt rock and mudstone from bedded salt rock gas storage // Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition). 2016. Vol. 48. Pp. 100—106.

11. Liu B., Xu H., Dong L., Ma Y., Li K. A nonlinear rheological model of rock salt based on DS-dashpot under cyclic loading // Rock and Soil Mechanics. 2018. Vol. 39. Pp. 107—114.

12. Кузнецов Г. Н. Механические свойства горных пород. — М.: Углетехиздат, 1947. — 179 с.

13. Ильинов М. Д., Карташов Ю. М. Ускоренный метод определения реологических свойств горных пород // Записки Горного института. — 2011. — Т. 190. — С. 207—209.

14. Ударцев А. А., Бельтюков Н. Л. Исследование ползучести соляных пород сатимольского месторождения борно-калийных солей / Cтратегия и процессы освоения георесурсов: сборник научных трудов. Вып. 11. — Пермь: ГИ УрО РАН, 2013. — 298 с.

15. Константинов С. А., Ваулин И. Б., Ильинов М. Д. Некоторые результаты испытаний образцов соляных пород на ползучесть // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2008. — № 2. — С. 118—122.

16. Титов Б. В. Исследование и разработка метода определения длительной прочности соляных горных пород при сжатии: диссертация канд. тех. наук. — Березники, 1983. — 248 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.