地下式纤维混凝土核废料永久贮库抗渗性能研究

发布时间：2023-04-16 22:49

　　随着我国核工业的快速发展,核废料急剧增加,如何永久地安全处置核废料是现今研究的重点问题。地下式混凝土核废料永久贮库是目前世界上处理低、中水平放射性核废料的主要手段,然而,地下混凝土工程普遍存在诸如混凝土开裂与渗漏等问题。由于地下混凝土结构所受侵蚀介质较为复杂,而外部环境又无法改变,因此,有必要从减少混凝土的内部缺陷及其材料组成着手,通过在混凝土基材中添加Basalt (玄武岩)和Dura(杜拉)纤维制成混杂纤维混凝土作为地下式核废料永久贮库材料,以提高其阻裂、抗渗性能,确保低、中水平放射性核废料安全处置。在深入分析纤维对于混凝土材料阻裂和抗渗性能增强机理的基础上,依据混杂纤维混凝土加速碳化试验结果,通过分析混凝土宏观性能与微观结构的内在联系,以平均孔径作为桥梁,得出普通混凝土与混杂纤维混凝土渗透系数随服役期的变化规律。运用ANSYS软件模拟了地下式混凝土核废料永久贮库的渗流量。从正常使用极限状态角度出发,以渗透系数作为混杂纤维混凝土耐久性的评定指标,以降水透过地下式混凝土核废料永久贮库顶板内边缘作极值,提出地下式核废料永久贮库服役寿命的预测公式。文中关于混杂纤维混凝土材料抗渗性能的研究...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的提出及研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的
        1.1.3 理论意义及应用价值
    1.2 细石混凝土的特点及研究现状
    1.3 纤维混凝土的特点及研究现状
        1.3.1 聚丙烯纤维混凝土
        1.3.2 玄武岩纤维混凝土
        1.3.3 混杂纤维混凝土
    1.4 核废料贮库的发展现状
    1.5 纤维混凝土抗渗性能研究
    1.6 本文主要研究工作
第2章 纤维混凝土渗透性能的基本理论
    2.1 引言
    2.2 混凝土渗透机理分析
    2.3 混杂纤维对混凝土耐久性的增强机理
        2.3.1 混杂纤维的作用效应
        2.3.2 纤维混凝土增强机理
    2.4 影响渗透性的因素
        2.4.1 混凝土内部影响因素
        2.4.2 混凝土外部影响因素
    2.5 本章小结
第3章 混杂纤维混凝土渗透系数的时变规律
    3.1 引言
    3.2 混凝土孔结构
        3.2.1 混凝土孔结构的分类
        3.2.2 孔结构模型研究
        3.2.3 混凝土渗透系数与平均孔径
        3.2.4 混凝土碳化深度与平均孔径
    3.3 加速碳化实验研究
        3.3.1 试验原材料
        3.3.2 试验方法
        3.3.3 试验分组
        3.3.4 实验结果
        3.3.5 碳化深度的微观解释
    3.4 纤维混凝土渗透系数变化规律
        3.4.1 基于渗透性的混凝土碳化深度预测模型
        3.4.2 碳化深度模型
        3.4.3 碳化深度与渗透系数
        3.4.4 渗透系数变化规律
    3.5 本章小结
第4章 核废料贮库渗流量的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 理论基础
    4.3 前处理
        4.3.1 有限元模型的单元类型、材料参数
        4.3.2 建模
        4.3.3 建立边界条件
    4.4 求解
        4.4.1 顶板水头梯度变化
        4.4.2 侧墙水头梯度变化
    4.5 渗流量的计算
        4.5.1 顶板渗流量计算
        4.5.2 侧墙渗流量计算
    4.6 本章小结
第5章 纤维混凝土结构抗渗寿命研究
    5.1 结构可靠性分析方法与指标
        5.1.1 结构可靠性
        5.1.2 结构极限状态
        5.1.3 可靠度和可靠度指标
        5.1.4 结构可靠性分析基本特点
    5.2 纤维细石混凝土抗渗可靠性分析
        5.2.1 基本方法
    5.3 地下式永久贮库寿命预测
        5.3.1 荷载作用下混凝土耐久寿命预测公式
        5.3.2 渗水压力作用下地下水渗入模型
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3792038