我国为了解决能源短缺这一逐渐凸显的矛盾,开始实施能源战略储备。由于盐岩具有良好的蠕变性、低孔隙率和低渗透性等特点,被国际公认为是能源储存的最理想的介质。在国外,对盐岩能源储备的相关研究已经比较成熟。但是,与国外巨厚的盐丘相比,我国盐层具有厚度小、夹层多、埋深浅等缺陷,更重要的是与国外成熟的盐岩研究技术相比,我国对盐岩及其储库的研究刚刚起步,有许多重大的科技问题和相关的基础理论亟待解决。由于盐岩地下储气库注气与采气交变气压变化是影响储库运营安全的重要因素,本文在国家重点基础研究发展计划(973课题)——《油气储库群运营中的灾变风险评估与调控机制》的支持下,以江苏金坛盐岩储气库为工程背景开展了盐岩地下储气库在注采气压变化条件下的三维地质力学模型试验研究,有效揭示了注采气压变化对储库营运安全稳定的影响。本文的研究内容和创新点如下：第一,以金坛盐岩储气库为工程原型,根据储库介质的原岩物理力学参数、强度特征和变形特性,开展了大量的材料配比和相应的力学试验,研制出基本满足相似要求的储库模型相似材料。第二,作为技术骨干设计研制出了真三维非均匀加载模型试验系统,包括模型试验加载反力装置、梯度非均匀加载装置和数字加压控制系统,实现了模型试验真三维非均匀加载的数字化和可视化。第三,作为技术骨干设计研制出了模型注采气试验系统,包括注气与采气装置和注采气智能控制系统。该系统可高精度、智能化地实现注气与采气的整个模拟过程。第四,按照储库实际运营工况,采用所研制的相似材料、真三维非均匀加载模型试验系统和注采气试验系统,进行了盐岩地下储气库在注采气压变化条件下的三维地质力学模型试验,有效获得储库洞周的变形规律,为盐岩储库的运营安全管理提供了指导。