核废料处置库热-力耦合数值模拟研究

基于岩石的热-力耦合特性,文章应用ABAQUS有限元软件对核废料处置库1 000 a内的温度场以及开挖和回填后的应力场进行了数值模拟分析,初步得到了核废料处置库温度场随时间的演化规律以及围岩和缓冲材料应力场的变化特征。模拟结果表明:废物体中心温度在处置6.3 a左右达到最高值116℃,而后不断下降,最后进入长期缓慢的下降阶段。缓冲材料的导热系数对处置库围岩的温度场有着较大的影响,缓冲材料的导热系数越大,废物体中心所能达到的最高温度就越低。处置隧道和处置坑回填后,围岩内部拉应力较大,接近抗拉强度,有被拉坏的风险。缓冲材料内部的拉应力与压应力都较大,在处置隧道与处置坑相交处存在被拉坏的风险,而在处置隧道的底脚处存在被压坏的风险。