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核废料地质贮存介质黏土岩的三维各向异性热-水-力耦合数值模拟
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TL942.2[核科学技术—辐射防护及环境保护] TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]长沙理工大学岩土工程研究所,湖南长沙410076, [2]洛林国立理工学院环境岩土工程研究所,法国南锡54501
  • 相关基金:法国国家核废料管理局资助项目(ANDRA,CRP0.ENG04.0567/A):国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金项目(50539110)
中文摘要:

为了解黏土岩在放射性废料长期贮存中的热-水-力耦合过程,结合MontTerri核废料贮存地下岩石试验工程中黏土岩各种物理量的各向异性特点,应用多孔介质力学耦合理论研究了该黏土岩在加热和冷却全过程中由于热荷载引起的耦合效应场。研究过程考虑温度升高引起的孔隙水黏滞性改变对渗透系数的影响。研究结果表明,岩体力学参数、水力学参数和热传导参数的各向异性特性是影响岩体的温度场、孔隙压力场和应力场分布的最主要因素。各向异性耦合模型与各向同性耦合模型的数值模拟对比研究结果表明:各向异性模型数值结果能更加客观地反映该地下岩石试验工程中黏土岩在受热状态下的热-水-力耦合效应;同时,也表明岩体在加热过程中一直处于受压状态,而在冷却过程中局部会出现拉应力,从而有可能导致拉裂缝的产生。

英文摘要:

 For better understanding of thermo-hydro-mechanical coupling processes of argillite rock in Mont Terri project site during the long-time radioactive waste disposal,coupled fields of temperature,pore pressure and stress are studied during the heating and cooling phases with the theory of porous media mechanics.The anisotropy of thermo-hydro-mechanical behaviour is considered simultaneously during the calculation.The influence of the variation of water viscosity due to temperature variation on permeability of pore water is also considered during the simulation.The whole process of excavation,heating phase and cooling phase have been simulated in the calculation;and the calculated results are analyzed.It indicates that the anisotropy of thermo-hydro-mechanical behaviour of the argillite rock is the main factor affecting temperature distribution,pore pressure and stress fields.By comparing the simulated results of coupled isotropic model and anisotropy model,it is shown that the numerical results of coupled anisotropy model can objectively describe the coupled thermo-hydro-mechanical effect of the argillite rock located in the underground rock laboratory with thermal load.The simulation results also indicates that the argillite rock undertakes the compressive stress during the heating phase,while it undertakes tensile stress locally during the cooling phase;and these tensile stress maybe induce the generation of cracks in the rocks.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823