An Analytical Solution for Mechanical Responses Induced by Temperature and Air Pressure in a Lined Rock Cavern for Underground Compressed Air Energy Storage     

Shu-Wei?Zhou  Cai-Chu?XiaEmail author  Shi-Gui?Du  Ping-Yang?Zhang  Yu?Zhou 《Rock Mechanics and Rock Engineering》2015,48(2):749-770

Mechanical responses induced by temperature and air pressure significantly affect the stability and durability of underground compressed air energy storage (CAES) in a lined rock cavern. An analytical solution for evaluating such responses is, thus, proposed in this paper. The lined cavern of interest consists of three layers, namely, a sealing layer, a concrete lining and the host rock. Governing equations for cavern temperature and air pressure, which involve heat transfer between the air and surrounding layers, are established first. Then, Laplace transform and superposition principle are applied to obtain the temperature around the lined cavern and the air pressure during the operational period. Afterwards, a thermo-elastic axisymmetrical model is used to analytically determine the stress and displacement variations induced by temperature and air pressure. The developments of temperature, displacement and stress during a typical operational cycle are discussed on the basis of the proposed approach. The approach is subsequently verified with a coupled compressed air and thermo-mechanical numerical simulation and by a previous study on temperature. Finally, the influence of temperature on total stress and displacement and the impact of the heat transfer coefficient are discussed. This paper shows that the temperature sharply fluctuates only on the sealing layer and the concrete lining. The resulting tensile hoop stresses on the sealing layer and concrete lining are considerably large in comparison with the initial air pressure. Moreover, temperature has a non-negligible effect on the lined cavern for underground compressed air storage. Meanwhile, temperature has a greater effect on hoop and longitudinal stress than on radial stress and displacement. In addition, the heat transfer coefficient affects the cavern stress to a higher degree than the displacement.  相似文献   

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

杜茜诗慧  周可法  王金林  周曙光  于浩  孙卫东 《地质科学》2015,(4):1271-1279

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。  相似文献   

Quantifying the impact of impervious surface location on flood peak discharge in urban areas   总被引：1，自引：1，他引：0  

Shiqiang Du  Peijun Shi  Anton Van Rompaey  Jiahong Wen 《Natural Hazards》2015,76(3):1457-1471

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Monitoring the land subsidence with persistent scatterer interferometry in Nansha District,Guangdong, China   总被引：1，自引：1，他引：0  

Minsi Ao  Changcheng Wang  Rongan Xie  Xingqing Zhang  Jun Hu  Yanan Du  Zhiwei Li  Jianjun Zhu  Wujiao Dai  Cuilin Kuang 《Natural Hazards》2015,75(3):2947-2964

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视剖面图温压计研究进展评述   总被引：3，自引：1，他引：2  

吴佳林  翟明国  张红  贾晓亮 《岩石学报》2015,31(6):1711-1721

视剖面图温压计是目前定量估算变质温度和压力的主要方法之一。其理论基础为热力学平衡原理与质量守恒定律。利用内恰的热力学数据库和相应的成分-活度模型对特定成分体系进行视剖面图计算,可以正演模拟给定温度和压力条件下的矿物组合、矿物丰度及其成分,与实测岩石对比,可以准确获取岩石的形成温度和压力。在应用视剖面图温压计时,应选择受全岩成分影响小、且受退变质作用影响微弱的矿物成分;对于有成分变化的体系,应结合多种方法恢复有效全岩成分。文中通过视剖面图对KFMASH(K2O-Fe O-Mg O-Al2O3-Si O2-H2O)体系下不同矿物组合内多硅白云母硅含量及其等值线斜率的研究,认为多硅白云母硅含量及其等值线斜率主要由不同矿物组合内多硅白云母参与的契尔马克替换及纯转换端元反应中的主导反应决定,进一步深化了对变质过程中控制矿物成分变化的内部缓冲反应机制的理解,从而也可为选择和应用矿物温压计提供指导。因此,视剖面图方法是目前研究变质岩石形成条件及变质作用精细过程的最佳方法之一。  相似文献   

西藏北冈底斯扎独顶A型花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义   总被引：3，自引：2，他引：1       下载免费PDF全文

解 龙 顿 都朱利东  尼玛次仁  杨文光陶 刚 李 超 何 碧 和 源 《中国地质》2015,(5):1214-1227

西藏北冈底斯早白垩世花岗岩分布广泛;扎独顶岩体作为其中的一个典型代表,其分布广泛,呈岩基型式产出,在岩性上属二长花岗岩。在岩石化学上扎独顶岩体具有富Si O2(70.05%~74.97%)和K2O(4.09%~5.35%),贫Ca O(0.93%~2.19%)、Ti O2(0.22%~0.52%)和Al2O3(12.81%~14.24%)的特征;属于准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.99~1.0)高钾钙碱性系列。岩体稀土元素总量偏高(∑REE=199.36×10-6~247.91×10-6),相对富集轻稀土元素(LREE/HREE=5.82~6.88),Eu负异常明显(δEu=0.30~0.45),球粒陨石标准化分布模式呈向右缓倾的V型。微量元素显示其富集Rb、Th、K、Zr和Hf,亏损Nb、Ta、Sr、Ba、P和Ti,(Zr+Nb+Ce+Y)平均值为427.63。全岩锆石饱和温度(828~838°C)表明岩浆形成温度高。上述岩石地球化学特征表明扎独顶岩体为A型花岗岩。扎独顶岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(103.8±1.0)Ma,表明其形成于早白垩世晚期;在构造判别图解上位于碰撞后的A2型花岗岩区,是在碰撞后岩石圈伸展背景下,由于软流圈物质上涌导致岩石圈地幔与壳源熔体部分熔融并经历过一定程度的混合作用而形成的。  相似文献   

高钢级绳索取心钻杆管材残余应力的初步研究          下载免费PDF全文

孙建华  况雪军  肖红  梁健  沈娟  刘秀美  蔡纪雄 《探矿工程》2015,42(1):43-48

有观点认为管材的残余应力是绳索取心钻杆非正常损坏的诱因之一。据此采用环切法对不同热处理和矫直工艺的冷拔绳索取心管材制造过程中的残余应力进行了检测比对,认为冷拔管材制造环节产生的残余应力是存在的,也是可控的。只要制造工艺措施得当,可以将高钢级合金管材的残余应力控制在可接受范围内;合格管材出厂时存在较高残余应力造成的钻杆折断等事故较为罕见。应从管材制造、钻杆加工、现场使用等方面入手,努力降低钻杆断裂事故。  相似文献   

水(冰):宇宙矿物     

陈丰  李雄耀  唐红  王世杰 《矿物学报》2015,35(2):255-266

水(冰)是最简单的化合物,也是宇宙中丰度最大的矿物。通常认为,水无嗅、无味,无处不在。然而,液态水或固态水却是异乎寻常的物质。水具有某些其它物质没有的,特别是赋予生命所要求的特殊性质,如氢键、水簇和kosmotrope离子等。本文综述水(冰)的结构、化学性质、物理性质、分布以及与生命的关系。  相似文献   

风化煤及提腐植酸后残渣热解行为与动力学分析     

阳虹  麻志浩  张玉贵  毕文彦  江林华 《矿物学报》2015,35(2):191-196

应用热重-质谱(TG-MS)联用技术对风化煤(WC)及其腐植酸提取后残渣(WCR)的热解行为进行了研究,分析了非烃类(H2、H2O、CO和CO2)、低碳烃类(CH4、C3H6和C3H7)和芳烃类(C6H6)的实验结果,并利用Coast-Redfern积分法对其热解和烃类生成动力学进行了探讨,获得了热解过程和烃类生成动力学参数。结果表明:热解过程中风化煤的质量损失率(38.9%)略大于其腐植酸提取后残渣(36.6%);除CO和CO2外,残渣中非烃类、低碳烃类和芳烃类产物的逸出量都稍微或显著多于风化煤中各类组分的逸出量。用Coast-Redfern积分法求得的动力学参数很好地解释了这一结果。  相似文献   

Cenozoic Tectonic Evolution of the Arcuate Structures in the Northeast Tibetan Plateau     

SHI Wei  HU Jianmin  CHEN Hong  LIU Yuan  CHEN Peng 《《地质学报》英文版》2015,89(2):676-677

<正>The northeast Tibetan plateau contains important information on the northeastward growth of the Tibetan plateau.It is bounded by the Ordos Block to the east,the Alxa Block to the north,and the Tibetan Plateau to thesouth(inset in Fig.1;Tapponnier et al.,2001),and has undergone complex intracontinental deformation during the Cenozoic.In this region,the northeast-convex arcuate structures developed northeastward,and are composed of  相似文献