地质力学模型试验是研究岩土工程问题常用的一种手段，选择合适的相似材料及配比是保证模型试验成功的关键。为研究废弃煤矿软岩巷道开展压缩空气储能的可行性及其应用效果，基于相似理论和正交试验方法，以水泥和石膏为胶结材料、砂为骨料，通过大量室内试验配置一种能够满足孔隙度、弹性模量、强度等要求的相似材料。研究各因素(砂粒径、膏砂比、灰砂比、水砂比)对相似材料物理力学参数的敏感性，并应用于废弃煤矿巷道压缩空气储能物理模型的研制与试验。开展不同工况(循环次数、气体压力、地应力)下储气库围岩-衬砌复合结构充放气试验。研究结果表明：试验所得的相似材料物理力学参数变化区间较大，可以满足煤矿巷道软岩压缩空气储能物理模型试验要求；灰砂比在相似材料单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力方面起主要作用，灰砂比和膏砂比对相似材料密度和孔隙度影响起主要控制作用。所研制的物理模型能够有效模拟储气过程中围岩-衬砌复合结构的变形规律，为废弃煤矿软岩巷道开展压缩空气储能研究提供借鉴。

国家自然科学基金项目(42307244,42230704)；江苏省卓越博士后资助计划项目(2022ZB509)；徐州市基础研究计划青年科技项目(KC23044)；

1 压气储能物理模型相似材料配置
1.1 基于正交试验的相似材料选择
1.2 试验结果分析
1.2.1 基本物理参数测试结果
1.2.2 力学参数测试结果
1.2.3 多元线性回归分析
2 地下储气库复合结构变形特性试验
2.1 试验概况
2.2 模型制作
2.3 传感器布设及监测系统
2.4 试验结果与分析
3 结 论

[1]吴云,张凯,张雪辉,等.废弃巷道地下储气库复合结构变形特性试验研究[J].采矿与安全工程学报,2024,41(06):1299-1310.