压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合影响的数值模拟
本文关键词： 压力溶解 颗粒聚集岩体 热-水-应力耦合 数值模拟 出处：《岩土力学》2014年05期 论文类型：期刊论文
【摘要】：在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型,针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况:(1)孔隙率和渗透系数是压力溶解的函数;(2)孔隙率和渗透系数均为常数,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布情况。研究结果表明:工况1计算终了时,压力溶解使得孔隙率和渗透系数分别下降到初始值的43%~54%、4.4%~9.1%。在核废料释热温度场的作用下,工况1、2中的负孔隙水压力分别为初始值的1.00~1.25倍、1.00~1.10倍,前者表现了压力溶解的明显影响;两种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。
[Abstract]:The pressure dissolution model of particle aggregates proposed by Taron et al is introduced in the thermal-water-stress coupled finite element program of porous media developed by ourselves. For a hypothetical laboratory scale model of high-level radioactive waste disposal in unsaturated quartz granular aggregate rock mass, two kinds of calculation conditions: 1) porosity and permeability coefficient are the functions of pressure dissolution. (2) the porosity and permeability coefficient are constant. The temperature in the rock mass, the concentration of solute in the particle interface and the concentration of solute in the pore, migration and sedimentation quality are investigated by the numerical simulation during the treatment period of 4 years. Porosity and permeability coefficient, pore water pressure, variation and distribution of groundwater velocity and stress. Pressure dissolution causes porosity and permeability coefficient to decrease to 4354% of the initial value, respectively. Working condition 1 under the action of heat release temperature field of nuclear waste is 4. 4% and 4. 4%. (2) the negative pore water pressure is 1.00 ~ 1.25 times of initial value and 1.00 ~ 1.10 times of initial value respectively, the former shows the obvious influence of pressure dissolution; The stress value and distribution of rock mass under two working conditions are basically the same.
【作者单位】： 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;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(No.2010CB732101) 国家自然科学基金项目(No.51379201)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言对于在地层深部的沉积岩体而言,若处于明显的热-水-应力-化学耦合作用的环境中(如高放射性核废物处置库),组成岩体的矿物颗粒要产生压力溶解作用(见图1),引起岩体的孔隙率和渗透系数下降。压力溶解涉及到3个相继的过程[1]:首先是在承受应力较高的颗粒接触面上矿物质溶解,
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 张玉军;;核废料地质处置近场热—水—应力—迁移耦合二维有限元分析[J];岩土工程学报;2007年10期
2 张玉军;张维庆;;裂隙剪胀效应对双重孔隙介质热-水-应力耦合现象影响的有限元分析[J];岩土力学;2011年05期
3 张玉军;徐刚;杨朝帅;;裂隙刚度随应力变化对双重孔隙介质热-水-应力耦合影响的有限元分析[J];岩土力学;2012年11期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 姜利国;梁冰;;地球化学作用下饱和-非饱和介质水力-传质-传热耦合模型[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年05期
2 秦爱芳;赵小龙;王海堂;;核废料处置库近场热-水-力耦合性状[J];地下空间与工程学报;2013年05期
3 郭剑;陈继良;曹文炅;蒋方明;;增强型地热系统研究综述[J];电力建设;2014年04期
4 郄莹;付晓飞;孟令东;许鹏;;碳酸盐岩内断裂带结构及其与油气成藏[J];吉林大学学报(地球科学版);2014年03期
5 张玉军;张维庆;;双重孔隙介质THMM耦合模型及其有限元分析[J];力学学报;2010年04期
6 张永生;;粉煤灰混凝土马克斯韦尔蠕变模型的分析研究[J];矿业研究与开发;2013年03期
7 陈继良;蒋方明;;增强型地热系统热开采性能的数值模拟分析[J];可再生能源;2013年12期
8 刘音;常青;于富美;李洪俊;;聚丙烯酰胺在油田生产中的应用[J];石油化工应用;2014年04期
9 甘磊;沈振中;徐力群;;多场耦合作用下高混凝土坝水力劈裂研究综述[J];水利水电科技进展;2013年02期
10 秦爱芳;王海堂;赵小龙;;热源对核废料处置库近场性状的影响[J];上海大学学报(自然科学版);2013年05期
相关会议论文 前3条
1 张玉军;张维庆;;PRP原位试验的THM耦合二维有限元分析[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
2 秦爱芳;赵小龙;王海堂;;核废料处置库近场热-水-力耦合性状[A];《地下空间与工程学报》vol.9 No.5[C];2013年
3 张维庆;张玉军;;考虑饱和度修正的应力腐蚀和压力溶解作用热-水-应力耦合过程有限元分析[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年
相关博士学位论文 前6条
1 陆海军;污染物在改良黏土衬里中运移分析及ET封顶层特性探讨[D];大连理工大学;2009年
2 康志勤;油页岩热解特性及原位注热开采油气的模拟研究[D];太原理工大学;2008年
3 蔡国庆;基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D];北京交通大学;2012年
4 张勤;脆性岩石热—力—损伤耦合机理及数值模拟研究[D];武汉大学;2013年
5 赵义来;安庆月山矿田成矿系统的结构与动力学过程计算模拟[D];中南大学;2012年
6 孙博;高埋深地下洞室围岩破坏机理及其稳定性的细观力学研究[D];天津大学;2012年
相关硕士学位论文 前3条
1 郭家奇;裂隙岩体渗流—传热耦合的格林函数计算理论与参数敏感度分析[D];北京交通大学;2009年
2 张洋;重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D];重庆大学;2012年
3 吴尧鹏;矿物添加剂对石油压裂支撑剂性能的影响[D];太原理工大学;2013年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张玉军;饱和-非饱和介质热-水-应力耦合二维有限元分析[J];安全与环境学报;2005年05期
2 刘德军,范显华,章英杰,姚军,周舵;~(99)Tc在模拟地质条件下的迁移行为研究概况[J];核科学与工程;2004年01期
3 姚军,苏锡光,龙会遵,范显华;~(237)Np在膨润土中表观扩散系数的测定[J];核化学与放射化学;2003年04期
4 向阳,向丹,黄大志;裂缝—孔隙型双重介质应力敏感模拟试验研究[J];石油实验地质;2003年05期
5 刘才华,陈从新,付少兰;二维应力作用下岩石单裂隙渗流规律的实验研究[J];岩石力学与工程学报;2002年08期
6 刘才华,陈从新,付少兰;剪应力作用下岩体裂隙渗流特性研究[J];岩石力学与工程学报;2003年10期
7 陈益峰;周创兵;盛永清;;应变敏感的裂隙及裂隙岩体水力传导特性研究[J];岩石力学与工程学报;2006年12期
8 薛娈鸾;陈胜宏;;剪切过程中岩石裂隙的渗流与应力-应变耦合分析[J];岩石力学与工程学报;2007年S2期
9 张玉军;;遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合模型及有限元分析[J];岩石力学与工程学报;2009年05期
10 张玉军;张维庆;;裂隙开度的压力溶解对双重孔隙介质热-水-应力耦合影响的有限元分析[J];岩土力学;2010年04期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 徐建国;;南屯煤矿奥灰放水试验的数值模拟研究[J];山东煤炭科技;2009年01期
2 刘建军;卢正;江峰;;裂隙岩质边坡地下水渗流数值模拟[J];地下水;2006年01期
3 丁元芳;迟宝明;易树平;吴法伟;;Visual MODFLOW在李官堡水源地水流模拟中的应用[J];水土保持研究;2006年05期
4 王博;刘耀炜;孙小龙;任宏微;;断层对地下水渗流场特征影响的数值模拟[J];地震;2008年03期
5 张百红;;二维渗流场的MATLAB仿真在土力学教学改革中的应用[J];高等建筑教育;2006年04期
6 辛沛;金光球;;一种简单的盐沼地下水水位模拟方法[J];河海大学学报(自然科学版);2008年04期
7 董少刚;唐仲华;刘白薇;苏春丽;;大同盆地地下水数值模拟及水资源优化配置评价[J];工程勘察;2008年03期
8 杨晓婷;王文科;王杰;王晓丹;;西安mP灞拦河造湖工程对地下水环境的影响[J];人民黄河;2010年04期
9 田仕明;董羽蕙;;边坡在降雨条件下的稳定性分析[J];科学技术与工程;2010年24期
10 王玮;畅俊斌;王俊杰;;黄河峡谷岸边渗流井取水方式合理开采量计算[J];人民黄河;2010年09期
相关会议论文 前10条
1 姜兆华;李继祥;何翔;刘肖凡;;降雨条件下非饱和土边坡流固耦合数值模拟[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
2 李成柱;周志芳;;基于Monte-Carlo法的含水层渗透系数的随机性模拟[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集（下册）[C];2005年
3 李世海;孟祥跃;;滑坡灾害防治中的几个问题[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
4 董建国;徐建明;;影响剪切带形成的因素的探讨[A];2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集[C];2004年
5 张俊红;练振中;;CDEM方法边坡地应力模型试验数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年
6 马俊;王克协;;Biot介质水平薄层井孔多极声场的数值模拟[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
7 邵志刚;傅容珊;黄建华;刘财;;线性粘弹介质中地震波场数值模拟[A];纪念中国地球物理学会成立60周年专辑[C];2007年
8 朱岳梅;刘京;姚杨;马最良;;建筑物排热对城市区域热气候的影响研究(1)：长期动态模拟及分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会论文集[C];2008年
9 王芝银;李云鹏;;煤矿栈桥黄土地基沉降分析及其数值模拟[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
10 熊诗湖;邬爱清;周火明;;层状岩体变形试验的尺寸效应[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前5条
1 记者 滕艳;教育部资助31个地质课题[N];地质勘查导报;2008年
2 徐祥德;数值模拟及其分析应用[N];中国气象报;2006年
3 记者 王洪斌 通讯员 蔡媛媛;山西模拟研究地下水促合理开发[N];中国水利报;2007年
4 佚名;曹妃甸地区地环保障调查评价项目获肯定[N];中国矿业报;2007年
5 记者 倪明芳 通讯员 宋禹飞;安徽用地面核磁共振法测地灾[N];中国国土资源报;2010年
相关博士学位论文 前10条
1 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）;2005年
2 杨勤勇;裂缝型储层预测的纵波地震方法技术研究[D];吉林大学;2006年
3 杨天鸿;岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究[D];东北大学;2001年
4 曹井泉;唐山7.8级地震地下水动力环境模拟研究[D];内蒙古农业大学;2008年
5 万伟锋;西安市地下水开采—地面沉降数值模拟及防治方案研究[D];长安大学;2008年
6 方志明;混合气体驱替煤层气技术的机理及试验研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2009年
7 巴赛（Basil Tito Iro Ong'or）;济宁市地下水过量开采修复措施及风险评价方法研究[D];河海大学;2007年
8 左文U，
本文编号：1477557
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/1477557.html
