裂隙岩体中力学-渗流-传输耦合离散元模拟

摘要：

深部地下工程包括增强型地热系统、核废料的地下处置、CO2地下封存、煤炭地下气化等,都涉及到复杂的水-力-化多场耦合过程.全面理解力学过程影响下的溶质(如放射性核素)传输过程是以上各类工程成功建设和安全运行的重要理论基础.本文基于离散裂隙网络模型的思想,采用离散元方法来模拟应力-渗流耦合过程,而溶质传输过程则用粒子追踪法(Particle tracking algorithm)来进行模拟.溶质传输机理主要考虑了单岩石裂隙中的平流(Advection)、弥散(Hydrodynamic dispersion)以及原岩-裂隙之间的扩散(Matrix diffusion).结果显示,力学过程对溶质传输过程有着显著影响,会明显改变溶质在裂隙网络中的停滞时间、传输路径和位置分布等.当水力梯度较小时,原岩-裂隙之间的扩散过程将是溶质在裂隙网络中停滞时间的决定性因素.

关键词：深部地下工程、水-力-化多场耦合、裂隙岩体、离散元

所属期刊栏目：10

分类号：TV554(水利工程施工)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41272279

在线出版日期：2014-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1023-1029,1108