基于COMSOL的地下水封油库围岩流固耦合特征模拟研究

• 作者: 吴兵 封帆 张彬 曹小亮 李卫明
• 来源期刊: 工程地质学报
• 学科: 工学
• 关键词: 地下水封油库 流固耦合 COMSOL Mutiphysics软件 渗流场 应力场
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 所属期刊栏目: 地质灾害与斜坡稳定性
• 页码范围: 789-795
• 分类号: TU46
• 字数: 4867字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-9665.2012.05.019

摘要

地下水封油库通常建造于完整性好的结晶岩体内部,利用“隙存水封”的原理将油气封闭于地下洞室内部,洞库围岩在施工及运营期间具有典型的流固耦合特征.论文基于裂隙岩体流固耦合理论,采用COMSOL Multiphysics软件对洞库围岩不同工况下流固耦合特征进行了模拟研究.研究结果表明:地下洞库在不设置人工水幕情况下,开挖后洞室顶部地下水位明显下降,并形成降落漏斗,可能导致洞室油气外溢;设置人工水幕后,洞室顶部地下水位下降趋势得到明显控制,有效确保了水封的可靠性;在设置水幕的情况下,洞室直墙及洞室拱顶与底板角点处出现明显的应力集中,但围岩仍未出现连贯塑性区,洞室最大位移不超过5mm,洞室围岩稳定性良好.分析成果对于指导洞库优化设计及施工具有一定的参考价值.