压气储能内衬洞室高分子密封层气密和力学特性.PDF

第 37 卷 第 12 期 岩石力学与工程学报 Vol.37 No.12 2018 年 12 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec .，2018  压气储能内衬洞室高分子密封层的 气密与力学特性 1，2 1，3 1 1 周 瑜 ，夏才初 ，周舒威 ，张平阳 (1. 同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092 ；2. 贵州桥梁建设研究院有限公司，贵州 贵阳 550001 ； 3. 绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴 312000) 摘要：高分子密封层是压气储能内衬洞室储存高压空气的关键结构，然而运营工况下高分子密封层的气密与力学 特性仍不清晰，高压气体是否会透过高分子密封层？透过气体量有多少？这些问题仍没有解答。利用自行研制的 高压气密试验仪器对丁基橡胶(IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)和玻璃钢(FRP)共 4 种高分子材料的渗 透系数进行测定，并通过单轴拉伸试验获取其力学参数；提出压气储能内衬洞室的多场耦合控制方程并用 2 个试 验洞的实测数据进行验证；结合试验数据和多场耦合控制方程，对典型运营工况下高分子密封层的气密与力学特 性进行计算分析，结果表明：典型运营工况下，除玻璃钢外其余 3 种高分子密封层都会发生一定程度的空气泄漏， 但泄漏量都比较小，满足压气储能洞室的气密性和力学特性要求，丁基橡胶和玻璃钢可以作为优先考虑的密封层 材料。另外，本文所提出的多场耦合控制方程可以作为压气储能洞室分析的有力工具。 关键词：岩石力学；压缩空气储能；内衬洞室；高分子密封层；气密性；力学特性 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2018)12 –2685 –12 Air tightness and mechanical characteristics of polymeric seals in lined rock caverns(LRCs) for compressed air energy storage(CAES) 1，2 1，3 1 1 ZHOU Yu ，XIA Caichu ，ZHOU Shuwei ，ZHANG Pingyang (1. Department of Geotechnical Engineering，Tongji University，Shanghai 200092 ，China；2. Guizhou Bridge Construction Research Institute Co. ，Ltd. ，Guiyang，Guizhou 550001，China；3. College of Civil Engineering，Shaoxing University，Shaoxing ，Zhejiang 312000，China) Abstract ：A polymeric seal is the critical structure for high-pressure air storage in lined rock caverns(LRCs) for