关于溶腔运营的研究已经很多，其稳定性的主要影响因素涉及极限最低气压、蠕变时间、溶腔的形状和尺寸等，本文在这些因素的基础上，进一步考虑泥岩夹层的变化对盐岩溶腔稳定性的影响。参数化计算方案如表7-3所示。

表7-3　水平盐岩溶腔稳定性参数化计算方案

(续表)

1.溶腔尺寸的影响分析

从初步方案结果来看，围岩、顶板、夹层各处的安全系数均大于1，溶腔保持稳定，但是从经济性角度来讲，希望最大限度地利用盐岩资源，预留厚度最小的顶盐和底盐，为此，方案2、方案3在保持溶腔断面形状不变及顶盐和底盐厚度相等的条件下，将溶腔的高宽尺寸从初始方案的30 m，分别增加至35 m和40 m，即溶腔顶盐（底盐）厚度分别减少至14.5 m和12 m。从初步方案的结果来看，点A在围岩上的安全系数最低，夹层1界面上点D处盐岩的安全系数最低，因此，把A，D两点作为考查对象。图7-9给出了这两点安全系数随溶腔尺寸的变化，可以看出，随着溶腔高度的增加，A，D两点的安全系数均逐渐减小，当溶腔高、宽变为40 m时，点A的安全系数已经降低至1.059。若增大溶腔尺寸，将引发点A发生强度破坏。由此可知，溶腔建腔时的最大尺寸为40 m。文献[107]指出，溶腔尺寸越小，其稳定性越好，这与本文分析的结果是一致的。

图7-9　A，D两点安全系数随溶腔尺寸变化图

方案2、方案3的夹层1下界面极限最小内摩擦角曲线如图7-10所示。随着溶腔尺寸的增大，极限最小内摩擦角也同步变大，界面发生滑移的风险也增大，这对界面强度提出了更高的要求，当H=40 m，界面的内摩擦角必须大于12°才可以保持稳定。

图7-10　夹层1下界面极限最小内摩擦角随溶腔尺寸变化曲线

2.夹层1厚度的影响(www.daowen.com)

方案3、方案4、方案5分别给出了溶腔尺寸为40 m，夹层1厚度分别为1.5 m，3 m，6 m时，A，D两点的安全系数，如图7-11所示。可以看出，夹层厚度的倍增并没有对A，D两点的安全系数造成大的影响，两点的安全系数几乎没有变化。夹层1厚度对溶腔稳定性的影响可以忽略不计。但从图7-12可以看出，夹层1下界面的极限最小内摩擦角峰值却随夹层厚度的增加明显提高，滑移失稳的风险明显提高，当t=6 m时，界面所需的内摩擦角已经大于13°。从夹层1滑移失稳的角度来讲，夹层厚度越薄越好，建议建腔时，尽量选取夹层厚度薄的位置。

图7-11　A，D两点安全系数随夹层1厚度变化图

图7-12　夹层1下界面极限最小内摩擦角随夹层厚度变化曲线

3.夹层材料特性的影响

从图7-13可以看出，随着E M/E S的增大，A，D两点盐岩的安全系数均有所提高，由于点A距夹层较远，其受夹层变化影响不大，提高幅度较小，而点D则提高明显。对应于E M/E S为0.22，0.5，1，2，3五种情况下，点A的安全系数分别为1.059，1.081，1.089，1.107，1.11，点D的安全系数分别为1.489，1.635，1.687，1.81，1.814。刚度相对较大的夹层会对盐岩具有一定的保护作用。

图7-13　A，D安全系数随E M/E S变化图

从图7-14可以看出，当E M/E S＜3时，夹层1界面的极限最小内摩擦角峰值随着E M/E S的增大而变小，滑移风险降低；但E M/E S＞3后，峰值反而有所增加，滑移风险升高，这是由于夹层与盐岩的变形差异加剧，范围也变大，腔周最大位移点（A）的位移反而变大。因此，从本次计算获得的夹层1界面的极限最小内摩擦角来看，E M/E S=3时数值开始升高。

图7-14　夹层1下界面极限最小内摩擦角随E M/E S变化曲线