【Objetivo】La tecnología de almacenamiento de energía con aire comprimido (CAES) es una de las tecnologías clave para mitigar las fluctuaciones de las energías renovables y apoyar el logro de los objetivos "doble carbono". La respuesta termo-mecánica y la estabilidad a largo plazo de los almacenes subterráneos de aire bajo ciclos frecuentes de carga y descarga es un foco clave de seguridad en la ingeniería. 【Método】Basado en el proyecto de un almacén de gas de 30 000 m³ en el condado de Zhangbei, se estableció un modelo numérico acoplado termo-elástico de daño multifísico. Este modelo en la plataforma COMSOL Multiphysics considera el comportamiento termodinámico no ideal del aire a alta presión, la degradación del concreto basada en la energía de fractura, el efecto de refuerzo de la armadura, y la reducción mecánica en la zona de daño de la roca circundante (EDZ). Simula sistemáticamente el estado operativo de la cámara bajo un ciclo típico de 8 horas de carga – 4 horas de presión constante – 4 horas de descarga – 8 horas de presión constante. 【Resultados】Los resultados muestran fluctuaciones bruscas de temperatura en la cámara (-30,68 a 70,18 ℃), la aparición de grietas en el revestimiento de concreto a baja presión interna (aprox. 1,9 MPa), que con el aumento de la presión forman una distribución anular equidistante; concentración de esfuerzos en la armadura en las grietas que soportan eficazmente la tensión de tracción, logrando trabajo conjunto con el concreto; la roca circundante soporta alrededor del 97,7% de la presión interna, con una rigidez que afecta significativamente el esfuerzo en el revestimiento y la deformación convergente de la cámara; la zona plástica de la roca se desarrolla notablemente durante la fase de carga, especialmente en la parte superior e inferior de la cámara, mostrando deformaciones irreversibles. 【Conclusión】El estudio revela el mecanismo de trabajo conjunto y la evolución del daño en la estructura compuesta de acero-hormigón armado-roca bajo carga cíclica, proporcionando una base teórica para la optimización de diseño y evaluación de seguridad de cámaras CAES.

Almacenamiento de energía con aire comprimido;Revestimiento de cámaras;Acoplamiento termo-elástico;Evolución del daño;Fisuración del concreto