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

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Qss),可促进颗粒介质的溶解、迁移和沉淀,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.