温度及裂隙水流速对多裂隙岩体渗流--传热耦合过程影响的模型实验研究

摘要

裂隙岩体内的渗流-传热耦合特征是评价高放废物处置库安全运行的重要组成部分.选取我国高放废物处置库重点预选场区-甘肃北山地区的花岗岩进行室内模型实验，研究热源温度和裂隙水流速对多裂隙岩体内渗流-传热耦合过程的影响.模型由9块花岗岩组成，高度、宽度和厚度分别为150cm、90cm和30cm.模型包含开度不同的两条水平裂隙和两条垂直裂隙.实验中，通过放置在模型一侧的电热板来模拟核废料的放热过程，并在裂隙以及岩石内部布置温度和压力传感器，对温度场和裂隙水压力场的变化进行量测.rn 结果表明，邻近热源侧的垂直裂隙对温度场的分布起控制作用，热源温度和裂隙水流速的变化对渗流-传热耦合过程有显著影响，主要体现在热源的影响距离以及温度场趋于稳定的时间，热源温度越高，裂隙水流速越低，系统温度场达到稳定的时间越长，热源的影响距离越远.此外，实验中裂隙水温度低于100℃，热源温度变化对裂隙水压力值的影响很小.