CAES储气硐室失稳的刚体极限平衡分析方法研究

压缩空气储能(CAES)人工内衬硐室由密封层、衬砌以及围岩三部分组成，其中围岩是承载高内压，保证储气库稳定性的关键。当上覆岩体的抗抬力无法抵抗储气库高内压荷载作用时，可能发生围岩失稳，影响储气库的安全稳定性。针对这一问题，在假定岩体服从 Mohr-Coulomb 强度准则的条件下，建立了一种考虑岩体抗剪强度的复合型硐室失稳破坏模型，通过引入起裂角和破裂角两个影响破裂面形状的参数，基于水平条分思想和不平衡推力法，提出了计算高内压硐室上抬失稳分析的刚体极限平衡水平条分法，并开发了相应的计算软件。通过工程算例验证了所提模型的正确性。基于此方法，结合数值模拟研究了某硬石膏采空区改建CAES储气库在设计运行压力条件下的安全稳定性，论证了储气库极限储气压力，为工程设计提供理论依据。