核废料地质处置概念库锚喷支护坑道热-水-应力耦合效应的二维离散元分析

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (S1): 430-436.

核废料地质处置概念库锚喷支护坑道热-水-应力耦合效应的二维离散元分析

张玉军，徐刚

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

收稿日期:2012-05-15 出版日期:2013-08-30 发布日期:2014-06-09
作者简介:张玉军，男，1956年生，博士，研究员，主要从事岩石力学与工程方面的研究工作
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973）项目资助（No.2010CB732101）；国家自然科学基金资助（No.51079145）

2D distinct element analyses of thermo-hydro-mechanical coupling effects for a drift with bolt-shotcrete supporting in a conceptual nuclear waste repository

ZHANG Yu-jun，XU Gang

State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China

Received:2012-05-15 Online:2013-08-30 Published:2014-06-09

摘要/Abstract

摘要： 假定一个核废料地质处置库位于具有一定水头的饱和节理岩体中，开挖完闭施作系统锚杆和喷混凝土支护。对坑道建造和一个50年期的热-水应力（T-H-M）耦合运营过程，使用UDEC程序进行数值模拟，分析无、有支护时近场围岩中的应力、变形、塑性区、温度、渗流的变化状态，以及不同场（温度、渗流、应力）耦合条件下的锚杆和喷混凝土中的承载情况。结果显示，喷混凝土和系统锚杆支护不仅具有常规的支护功能，并且可阻滞地下水从坑道表面的自由渗出，使得围岩中塑性区减小，裂隙水压力和温度升高；相比于应力单场作用的情况，在热-水-力耦合的条件下洞室围岩的稳定性下降，支护结构的受力状况变差。

关键词: 核废料处置概念库, 锚喷支护, 热-水应力耦合, 离散元, 数值分析

Abstract: It is assumed that a conceptual disposal repository for nuclear waste is located in a saturated jointed rock mass with certain water head, and a supporting system composed of rock bolts and shotcrete is installed after excavation of the drift. The construction of drift and a coupled thermo-hydro-mechanical(T-H-M) operation process of 50 years are simulated numerically by using UDEC code. The changes of stresses, displacements, plastic zones, temperatures, water flow in the rock mass of near field are analysed for cases with and without supporting; and the loading states of bolts and shotcrete are investigated under the conditions of coupling with different fields (temperature, water and stress). The results show: not only the rock bolts and shotcrete have the routine support function, but also are able to block free seepage of groundwater from the drift surface, so making plastic zone decrease, fracture pressure and temperature rise; compared with the case of action only by single stress field, the stability of surrounding rock mass is reduced, and the loading state of supporting structure is degenerated in the case of thermo-hydro-mechanical coupling.

Key words: conceptual nuclear waste repository, bolt-shotcrete supporting, thermo-hydro-mechanical(T-H-M) coupling, distinct element method, numerical analysis

中图分类号:

X 771

张玉军，徐刚. 核废料地质处置概念库锚喷支护坑道热-水-应力耦合效应的二维离散元分析[J]. , 2013, 34(S1): 430-436.

ZHANG Yu-jun，XU Gang. 2D distinct element analyses of thermo-hydro-mechanical coupling effects for a drift with bolt-shotcrete supporting in a conceptual nuclear waste repository[J]. , 2013, 34(S1): 430-436.

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[1]	孙博, 杨怀德, 谷玲, 刘跃, 唐碧华, 赵桂连, 张连明. 基于UDEC颗粒模型的不确定性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3679-3688.
[2]	朱才辉, 崔晨, 兰开江, 东永强. 砖-土结构劣化及入侵建筑物拆除对榆林卫城稳定性影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3153-3166.
[3]	王蕴嘉, 宋二祥. 堆石料颗粒形状对堆积密度及强度影响的离散元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2416-2426.
[4]	陈峥, 何平, 颜杜民, 高红杰, . 考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1993-2000.
[5]	李宁, 杨敏, 李国锋. 再论岩土工程有限元方法的应用问题[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1140-1148.
[6]	郑黎明, 张洋洋, 李子丰, 马平华, 阳鑫军, . 低频波动下考虑孔隙度与压力不同程度变化的岩土固结渗流分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1158-1168.
[7]	赵兰浩, 芮开天, 刘勋楠. 非均匀颗粒快速线性接触检测算法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1187-1196.
[8]	顾晓强, 杨朔成, . 基于离散元数值方法的砂土小应变弹性特性探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 785-791.
[9]	李静, 孔祥超, 宋明水, 汪勇, 王昊, 刘旭亮, . 储层岩石微观孔隙结构对岩石力学特性及裂缝扩展影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4149-4156.
[10]	肖思友, 苏立君, 姜元俊, 李丞, 刘振宇, . 坡度对碎屑流冲击立式拦挡墙力学特征的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4341-4351.
[11]	刘泉声, 邓鹏海, 毕晨, 李伟伟, 刘军, . 深部巷道软弱围岩破裂碎胀过程及锚喷-注浆加固FDEM数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4065-4083.
[12]	王建军, 陈福全, 李大勇. 低填方加筋路基沉降的Kerr模型解[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 250-259.
[13]	蒋雄, 徐奴文, 周钟, 侯东奇, 李昂, 张敏, . 两河口水电站母线洞开挖过程围岩破坏机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 305-314.
[14]	申海萌, 李琦, 李霞颖, 马建力, . 川南龙马溪组页岩不同应力条件下脆性破坏特征室内实验与数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 254-262.
[15]	杨忠民，高永涛，吴顺川，成子桥，. 基于收敛–约束原理的大变形隧道初支更换时机优化研究[J]. , 2018, 39(S1): 395-404.

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