| 三维双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型及其有限元分析 |
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| 引用本文： | 张玉军,张维庆.三维双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型及其有限元分析[J].中国科学:信息科学,2010(12):1426-1436. |
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| 作者姓名： | 张玉军 张维庆 |
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| 作者单位： | [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,武汉430071 [2]西南交通大学土木工程学院,成都610031 |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划（“973”计划）（批准号：2010CB732101）和岩土力学与工程国家重点实验室前沿探索性项目（批准号：SKLQ008）资助 |
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| 摘 要： | 建立了一种饱和-非饱和的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合三维模型,其特点是应力场和温度场是单一的,但具有不同的孔隙渗流场、裂隙渗流场和孔隙浓度场、裂隙浓度场,以及可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度对本构关系的影响,并研制出相应的三维有限元程序.通过与已有算例的对比,验证了该模型和程序的可靠性.针对一个假定的高放废物地质处置库,就岩体和缓冲层均为非饱和介质和放射性核素泄漏的情况进行了数值分析,考察了岩体中的温度、负孔隙水压力、地下水流速、核素浓度和正应力的状态.结果显示,缓冲层中的温度、负孔隙水压力及核素浓度呈现非线性的变化、分布;尽管裂隙水饱和度平均仅为孔隙水饱和度的1/9,但因裂隙的渗透系数比孔隙的渗透系数大4个数量级,故裂隙中地下水的流速约是孔隙中相应值的6倍;应力分布集中的区域位于缓冲层和处置孔壁交界两侧附近.
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| 关 键 词： | 双重孔隙-裂隙介质 热-水-应力-迁移耦合 三维模型 有限元分析 |
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