Published
2026-05-08
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压缩空气储能电站内衬洞室极限稳定性的影响因素分析
王 天宇
中国电建集团吉林省电力勘测设计院有限公司
DOI: https://doi.org/10.59429/kxjsyy.v3i2.13860
Keywords: 压缩空气储能；人工洞室；极限稳定性；数值模拟
Abstract
压缩空气储能（CAES）电站地下洞室的极限稳定性是影响储能系统安全运行的关键因素。本文基于围岩力学理论和数值模拟方法，系统分析了围岩级别、地应力条件、洞室埋深、洞形空间展布及运行内压等对人工开挖洞室稳定性的影响规律。以吉林省某花岗岩地层为研究对象，通过 COMSOL 软件对比了圆形、城门洞形及马蹄形洞室在开挖及 10MPa 内压作用下的应力重分布特征。结果表明：（1）Ⅰ - Ⅱ级花岗岩围岩可满足高内压（5-10MPa）储能需求，圆形洞室相较于其他洞形具有更优的应力分布特性，最大切向应力降低 18%-25%；（2）当侧压力系数为 0.6-1.5 时，洞室埋深应满足挪威准则（上覆岩体重量≥ 1.3 倍内压）以避免水力劈裂；（3）混凝土衬砌可使围岩应力水平降低 40%-50%，显著提升抗反复荷载能力。研究成果为压缩空气储能电站地下洞室的优化设计提供了理论依据。
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