岩土力学
巖土力學
암토역학
ROCK AND SOIL MECHANICS
2012年
1期
287-294
,共8页
核废物处置库%裂隙岩体%地下水流动%传热%等效孔隙介质模型%数值模拟
覈廢物處置庫%裂隙巖體%地下水流動%傳熱%等效孔隙介質模型%數值模擬
핵폐물처치고%렬극암체%지하수류동%전열%등효공극개질모형%수치모의
为了研究高放射性核废物地下处置库近场的水流-传热耦合问题,采用国内高放废物地下处置库预选场址——甘肃北山地区的花岗岩石块体,加工组合成米尺度的规则裂隙岩体模型,设置边界热源和裂隙水流,试验模拟裂隙水水流与传热之间的相互作用.作为该室内模型试验的前期理论研究,采用等效孔隙介质数值模型,着重分析了裂隙开度、裂隙流量和热源功率对流场和温度场的影响.在设定条件下,计算分析表明:热传导和裂隙水水流由热源作用初期的不耦合很快转化为耦合；不流动的裂隙水主要表现为热存储和热传导,而流动的裂隙水还引起流动传热和水与岩石之间的对流换热,使岩体温度场明显不同于单纯热传导的情况；如果保持裂隙水流量不变,则裂隙开度的变化对水流-传热影响不大；如果保持裂隙水流速不变,则裂隙开度的变化对水流-传热影响显著；热源功率越大,通过裂隙水的热流量越大,裂隙水压强越大,而当温度超过100℃时,裂隙水会因汽化而压强显著增大；加热7d时,热量的输入和输出几乎相等,裂隙水流带走的热量接近热源供给的热量,模型系统基本达到了热平衡.
為瞭研究高放射性覈廢物地下處置庫近場的水流-傳熱耦閤問題,採用國內高放廢物地下處置庫預選場阯——甘肅北山地區的花崗巖石塊體,加工組閤成米呎度的規則裂隙巖體模型,設置邊界熱源和裂隙水流,試驗模擬裂隙水水流與傳熱之間的相互作用.作為該室內模型試驗的前期理論研究,採用等效孔隙介質數值模型,著重分析瞭裂隙開度、裂隙流量和熱源功率對流場和溫度場的影響.在設定條件下,計算分析錶明:熱傳導和裂隙水水流由熱源作用初期的不耦閤很快轉化為耦閤；不流動的裂隙水主要錶現為熱存儲和熱傳導,而流動的裂隙水還引起流動傳熱和水與巖石之間的對流換熱,使巖體溫度場明顯不同于單純熱傳導的情況；如果保持裂隙水流量不變,則裂隙開度的變化對水流-傳熱影響不大；如果保持裂隙水流速不變,則裂隙開度的變化對水流-傳熱影響顯著；熱源功率越大,通過裂隙水的熱流量越大,裂隙水壓彊越大,而噹溫度超過100℃時,裂隙水會因汽化而壓彊顯著增大；加熱7d時,熱量的輸入和輸齣幾乎相等,裂隙水流帶走的熱量接近熱源供給的熱量,模型繫統基本達到瞭熱平衡.
위료연구고방사성핵폐물지하처치고근장적수류-전열우합문제,채용국내고방폐물지하처치고예선장지——감숙북산지구적화강암석괴체,가공조합성미척도적규칙렬극암체모형,설치변계열원화렬극수류,시험모의렬극수수류여전열지간적상호작용.작위해실내모형시험적전기이론연구,채용등효공극개질수치모형,착중분석료렬극개도、렬극류량화열원공솔대류장화온도장적영향.재설정조건하,계산분석표명:열전도화렬극수수류유열원작용초기적불우합흔쾌전화위우합；불류동적렬극수주요표현위열존저화열전도,이류동적렬극수환인기류동전열화수여암석지간적대류환열,사암체온도장명현불동우단순열전도적정황；여과보지렬극수류량불변,칙렬극개도적변화대수류-전열영향불대；여과보지렬극수류속불변,칙렬극개도적변화대수류-전열영향현저；열원공솔월대,통과렬극수적열류량월대,렬극수압강월대,이당온도초과100℃시,렬극수회인기화이압강현저증대；가열7d시,열량적수입화수출궤호상등,렬극수류대주적열량접근열원공급적열량,모형계통기본체도료열평형.
