缓冲材料的热-水-力耦合过程及接缝愈合效应(英文)

作者:杨高升*; 刘月妙; 高玉峰; 李舰; 蔡国庆
来源:Journal of Central South University (English Edition), 2021, 28(09): 2905-2918.

摘要

在高放废物处置库工程屏障系统中,缓冲材料砌块组合堆砌形成的技术接缝成为了缓冲层的薄弱部位。本文研究了技术接缝的高庙子(GMZ)膨润土缓冲材料,将液态水流动和水蒸汽迁移引起的传热嵌入到能量守恒方程之中,基于Barcelona基本模型,通过分析膨润土砌块的膨胀过程及接缝材料的压缩过程,建立了非饱和膨润土热-水-力耦合模型。然后以China-Mock-up试验为例,将数值计算结果与试验结果进行对比,以验证所提模型的合理性。在此基础上,进一步分析了接缝愈合效应对缓冲材料的干密度、导热系数和渗透系数的影响。结果表明,随着缓冲材料的水化膨胀,接缝材料的干密度逐渐增大,导热性能和防渗性能逐渐与膨润土砌块趋于一致,缓冲材料在协调变形的作用下逐渐向均质化发展。