高放废物处置库非饱和多场耦合数值模拟与参数分析

摘要

为对高放废物处置库进行安全评估,建立了岩土材料饱和-非饱和的渗流-温度-应力(THM)多场耦合数值模型,对处置库(处置容器、缓冲材料和围岩)进行非饱和THM多场耦合数值模拟。基于COMSOL Multiphysics软件平台,以北山花岗岩高放废物处置库和内蒙古高庙子膨润土为研究对象,对高放废物处置库进行长达500 a的数值模拟,对比分析耦合与非耦合的模拟结果,并对渗透率、导热系数和地下水深度等参数进行敏感性分析。结果表明:耦合模拟的温度比非耦合模拟的温度低13℃;地下潜水面由0 m上升到1000 m的时候,缓冲材料完全饱和的时间由703 a下降到了28 a;围岩的固有渗透率下降5个数量级时,缓冲材料的饱和时间由28 a上升到了250 a;各个物理场相互耦合,共同影响处置库的长期稳定性。