存在边界流时压力溶解对颗粒聚集岩体中THM耦合-中南大学学报.PDF

第 44 卷第 12 期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.44  No.12  2013 年 12 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Dec.2013  存在边界流时压力溶解对颗粒聚集岩体中  THM 耦合作用的有限元模拟 1  1, 2  张玉军  ，杨朝帅  (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)  2.  中国中铁隧道集团有限公司 技术中心，河南 洛阳，471009)  摘要：在孔隙介质热−水−应力耦合有限元程序中引入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 位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库，拟定 2 种计算工况即边界上水压力相同(工况  1)和左、右 边界上水压力有较大的差别(工况 2)，进行 4a 处置时段的数值模拟，考察岩体中的温度、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：与工况 1相比，工况 2 的计算域中有较大的地下水流速(稳态流量 Q )，可促进颗粒介质的溶解、迁移和 ss 沉淀，使得孔隙率和渗透系数加快下降，从而对渗流场(孔隙水的压力及流速)和应力场产生显著的影响。 关键词：压力溶解；颗粒聚集岩体；边界流；热−水−应力耦合；有限元模拟 中图分类号：O354  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2013)12−5100−09  FEM simulation for influences of pressure solution on  THM coupling in aggregate rock under boundary influx  1  1,2  ZHANG Yujun , YANG Chaoshuai  (1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics,  The Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China；  2.Technique Center, China Railway Tunnel Group Co. Ltd., Luoyang 471009, China)  Abstract: The model of pressure solution for granular aggregates established by Taron et al was introduced into the FEM  (finite element met