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开挖损伤区近场模型THM耦合过程的BMT模拟
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学基金重大困际合作项日(40520130315);国家白然科学基金资助项目(50709036,50579070):国家重点基础发展规划(973)项目(2002CB412708):中国科学院岩土力学重点实验室开放基金项目(Z000605)
中文摘要:

以正在进行的大型国际合作项目DECOVALEX—THMC为背景,利用自行开发的弹塑性细胞自动机模拟系统,对开挖损伤区近场模型域进行程序校验(BMT)模拟研究,揭示高放废物从处置开始直至1×10^6 a的演化过程中,裂隙的存在对开挖损伤区力学性能的影响。首先进行的是弹性分析,研究对象包括开挖损伤区近场均质模型和包含复杂裂隙网络的非均质模型域,该裂隙网络是瑞典,Asp6硬岩实验室根据裂隙映射得出的真实裂隙网络分布。引入简单的弱化参数表达式,用弱化元胞单元来代表模型中的复杂裂隙网络,以模拟裂隙的软化效应。采用项目指导委员会提供的随时间变化的温度、应力、水流边界条件,模拟地质尉岩从开挖、核废物处置、加热100~1×10^6 a的力学演化过程。模拟结果显示,裂隙的存在对应力场、变形场和破坏过程有较大的影响,并将模拟的结果与国际上其他研究小组的模拟结果进行对比,吻合较好,说明该模型和方法的合理性,并可适合于该项目下一步的研究丁作。在此基础上,采用弹塑性细胞自动机模拟系统,对裂隙网络模型和均质模型进行弹翅性破坏过程分析,结果表明,由于裂隙的存在,裂隙网络模型的破坏过程更加复杂。

英文摘要:

The results of benchmark test(BMT) from the study on coupled thermo-hydro-mechanical(THM) processes in the excavation damage zone(EDZ) around nuclear waste repository in fractured rocks are presented. This is an important part of international cooperation project DECOVALEX-THMC TASK B. The results focus on the influence of fractures on the evolution of EDZ over 1 × l0^6 years after disposal of high-level radioactive waste. The numerical study is conducted for two model domains, homogeneous and heterogeneous near-field models, surrounding a repository. The heterogeneous near-field model domain includes a realistic fracture network derived by detailed fracture mappings at the Asp6 hard rock laboratory, Sweden. In this study, fractures are represented discretely, but softening and weakening effects of fractures intersecting a continuum element are simulated using continuum elements by a reduction in modulus. Using this approach for fracture representation, numerical analyses are conducted using elastoplastic cellular automata(EPCA) code. Elastic and elastoplastic analyses are performed to study the evolution of stress and deformations in EDZ adopting time-dependent thermal, mechanical and fluid pressure boundary conditions. The analysis shows a strong impact of fractures on the distribution of rock stress and deformation as well as the failure process. The numerical results are consistent with those obtained by other international research teams, indicating the validity of EPCA code. The results also indicate that the EPCA code can be used to perform next step analysis of DECOVALEX-THMC project.

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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