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双重介质中核素迁移模型的解析解及其应用 总被引：2，自引：0，他引：2
给出了具有单裂隙的双重介质中，裂隙一端有分时注入源情形下的迁移模型的解析解及一些简化条件下的解析解，并利用解析解研究了核素在双重介质中的迁移问题。 相似文献
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高放废物地质处置过程中涉及的核素在围岩裂隙地下水中的迁移问题已引起广泛关注,数值模拟是研究核素粒子运移的重要方法。目前裂隙介质中渗流模型主要是等效连续介质模型、双重介质模型和离散裂隙网络模型。对于岩体尺度裂隙地下水的流动,离散裂隙网络模型能充分表现裂隙介质的各向异性、不连续性等特征。因此,针对裂隙介质准确概化及核素迁移模拟等难点,文章结合Monte Carlo随机生成裂隙方法、裂隙渗流有限元算法和高放射性核素衰变方程等方法,依据花岗岩深钻孔裂隙统计数据,采用离散裂隙网络模型对内蒙古阿拉善高放废物地质处置预选区展开了核素粒子迁移数值模拟研究,并讨论了实例预测分析结果。结果显示:针对设定的地质模型,核素粒子从中心运移到边界的迁移路径长度平均为1293.35 m,粒子运移到边界耗费的时间平均为1.70E+11 d。 相似文献
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核素在裂隙介质中的迁移问题是核废物深地质处置中极为关注的问题。为了解裂隙介质中核素的迁移规律,建立了基于双重介质理论的描述核素在裂隙域和基质域中迁移的基本微分方程,利用拉普拉斯变换推导出其解析解;在对西北某核废物处置场预选区地水文地质条件分析的基础上,获取相关参数,利用一维多途径核素迁移模型,选取国内在花岗岩中研究较多的核素Cs-134、Co-57、Tc-99,模拟这几种核素的相对浓度随模拟时间、迁移距离的变化规律。模拟结果表明：在其他条件都相同的情况下,Cs-134的迁移是最快的,而Tc-99迁移是最慢的。 相似文献
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《岩土力学》2017,(3):663-671
CO_2地质封存是目前最经济、最可靠的CO_2减排技术之一,对CO_2反应迁移规律的研究具有重要的理论价值。采用Dardis多孔介质模型与已有的CO_2反应迁移模型耦合,对含喉部裂隙的复杂介质中反应迁移规律进行模拟研究。速度场的模拟结果表明,裂隙内的速度明显高于基质速度,在喉部中心线位置处速度达到最大值。溶解反应主要集中于入口段及裂隙的上、下边缘附近;受喉部的影响,喉部下游的裂隙边缘几乎不发生溶解反应。反应物H~+在裂隙及喉部中的浓度明显高于在基质中的浓度;而生成物Ca~(2+)的高浓度区则出现在下游基质区中。针对不同喉部位置的情况进行对比,分析其对反应率及组分浓度的影响规律。最后对含突扩孔的裂隙介质进行了模拟,发现其提高了裂隙内的速度及组分迁移,这与喉部裂隙介质内的规律正好相反。上述结果较好地说明了本模型具有模拟研究复杂裂隙介质内的CO_2反应迁移规律的能力。 相似文献
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在地下水的相关研究中,农药和石油等地下水污染、土地盐碱化、海水入侵等诸多实际问题主要的研究方法都涉及地下水溶质迁移模拟. 相比地下水水流模拟的相对完善,对溶质迁移的模拟比较薄弱且迁移过程本身复杂性较高,目前地下水溶质迁移的研究工作还处在全面发展的阶段. 文中阐述了反映地下水溶质迁移机理和过程的数学模型,综述了溶质迁移模拟在地下水污染物防治、土地盐碱化、海水入侵、石油和放射性废物扩散等问题的诸多应用,归类了目前溶质迁移模拟所使用的对流迁移、对流-弥散模拟等主要数值方法,并对这些方法的优缺点和应用实例做了总结. 最后,分析了目前溶质迁移模拟中存在的不足,展望了未来在参数确定、裂隙介质运移机理和多相介质条件下运移模拟可能取得的突破. 相似文献
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非贯通裂隙岩体破坏模式研究现状与思考 总被引：1，自引：0，他引：1
非贯通裂隙岩体是石油、采矿、水电、公路、铁道、核废料处理等各种行业岩体工程中最常见、最重要的介质之一。开展非贯通裂隙岩体力学性质研究是认识、利用、改造非贯通裂隙岩体的前提,而非贯通裂隙岩体表现出的力学性质与其破坏模式、破坏机制有着决定性的联系。从非贯通裂隙岩体的结构出发,研究其破坏模式是深入研究非贯通裂隙岩体力学性质重要途径。基于非贯通裂隙岩体结构的特点,总结前人对非贯通裂隙岩体破坏模式研究成果,试图对当前的研究手段、分析角度、研究结论等进行归类、分析、总结、思考,指出当前对非贯通裂隙岩体破坏模式研究存在的主要问题,并进一步地提出解决问题的思路与方向。 相似文献
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岩溶区地下水数值模拟研究进展 总被引：2，自引：2，他引：0
岩溶含水介质的不均一性导致岩溶地下水流动、溶质运移和热量迁移的数学模拟研究成为地下水模拟的难点。本文综述了岩溶区地下水流模拟的几种方法,重点阐述了等效多孔介质法、双重连续介质法和三重介质法的定义、发展过程和适用范围,并回顾了这几种方法的研究成果。从等效多孔介质法到三重介质法,模拟精度不断提高,适用范围也逐渐由大区域实际问题向小区域理论研究过渡。介绍了溶质运移模拟和热迁移模拟的研究方法及实例。溶质运移模拟以对流弥散方程为基础,其中尺度效应是溶质运移模拟的重点研究问题;热量迁移模拟应考虑地下热水密度变化对地下热水运动的影响。溶质运移模拟和热量迁移模拟往往是将迁移模型和已经调试成功的地下水流动模型相耦合,从而达到模拟溶质及热量迁移的目的。由于溶质运移和热量迁移的复杂性,现阶段水流模型多数处于等效多孔介质模型阶段。综合理论及实际应用,指出精确刻画裂隙及管道和注重基础数学算法是岩溶水数值模拟进步的关键。 相似文献
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杨立中 《水文地质工程地质》1986,(4)
一、前言 众所周知,裂隙含水介质中,地下水的储存和运移很复杂。为了探明这个问题,多少年来,人们一直试图探求一种理想的研究方法。 对均质各向异性裂隙含水介质,国外的研究方法大致可分为两类:一类是不考虑介质中裂隙的大小和位置,建立含水介质中渗透流场的各向异性数学模型,从地下水运动方面进行研究,其代表有N.S.Boul- 相似文献
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探讨了孔隙与单裂隙双重介质中的一类核素迁移数学模型及其反演问题。该核素迁移模型是一个耦合的抛物型方程组定解问题。若已知排污点的核素浓度变化规律,利用Laplace变换及其逆变换方法,求得了核素迁移模型正问题的解析解;反之,由下游裂隙中某个点的实测核素浓度,利用偏微分方程的叠加原理和反问题的拟解法,反求出核素迁移模型反问题的解,即排污点的核素状态。最后,给出核素迁移模型的正问题和反问题的数值模拟。数值结果表明,正问题的解析解能够刻画核素的迁移规律,也显示出所提反问题方法能有效地反演核素污染源。 相似文献
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随着世界各国大力发展核电，放射性废料的安全处置已成为当今研究热点和前沿学科。高放废物深地质处置的安全性主要取决于处置库内放射性核素向生物圈的迁移程度。在侵入岩中，放射性核素主要是通过地下水沿岩石孔隙从处置库向生物圈迁移的。为了理解放射性核素在花岗岩体接触带的迁移行为，本文根据两花岗岩体接触带中样品的铀系核素放射性活度比值（^234U/^238U,^230Th/^234U,^226Ra/^230Th,^230Th/^238U)，利用 α-反冲（弹射）作用引起的放射性不平衡理论，计算了铀系核素子体^234U,^230Th,^226Ra在后期地下水的作用下在花岗岩体接触带及其裂隙内的迁出率、迁入率、并进行了质量平衡的计算。结果表明，经α-反冲作用进入流体的核素的迁出率要远大于因核素自然衰变的消亡率；裂隙充填物及裂隙能阻滞大量核素的迁移，其沉淀核素来自接触带花岗岩；花岗岩能强烈阻滞核素的迁移，可作为阻止放射性核素从核废料地下处置库向外迁移的有利天然屏障。 相似文献
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本文将双重介质中核过移模型的解析解进行了简化，得到了便于应用的近似解析解及其相关结论经推导给出了实验室利用近似解析解的条件以及求阻滞系数、固有扩散系数的公式。 相似文献
13.
将铀尾矿库核素迁移问题概括为均质多孔介质中稳定的二维水流条件下的三维溶质迁移问题,利用Visual Modflow软件（MT3D）采用全隐式差分法对某铀尾矿库放射性核素迁移进行了模拟研究,模拟值结果与浓度实测值较吻合,揭示了尾矿库放射性核素时空迁移规律。 相似文献
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Chen Jiajun Xu Zhaoyi Tian Kaiming
China University of Geostiences Beijing Tian Jiping
Guangzhou University Guangzhou 《中国地质大学学报(英文版)》1991,(1)
Unsaturated radionuclide migration experiments were conducted in a pit inside thetesting hall.Several types of radionuclides were used in the experiments.Tritium wasused as a tracer for water movement in unsaturated loess.Other kinds of radionuclideswere also used in order to obtain fundamental parameters for radionuclide migration sothat further environmental assessment of low—level radioactive waste disposal can be car-ried out.Mechanisms governing unsaturated flow in loess,that is,principles ofone—way lateral flow,are presented qualitatively in this paper.And a continuumone—dimensional model for radionuclide migration testing is developed based on the ex-periments conducted under the particular conditions at the test site.The data measuredfrom the tests were compared with solutions of this one—dimensional model.Resultsshow that this model is feasible for modeling radionuclide migration in unsaturatedloess. 相似文献
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Geometry and Properties of the Excavation-Induced Fractures at the Meuse/Haute-Marne URL Drifts 总被引：1，自引：1，他引：0
G. Armand F. Leveau C. Nussbaum R. de La Vaissiere A. Noiret D. Jaeggi P. Landrein C. Righini 《Rock Mechanics and Rock Engineering》2014,47(1):21-41
The performance and safety assessment and technology demonstration are the main objectives of research programs for feasibility studies for deep geological repository of radioactive waste. In this context, the French national radioactive waste management agency (ANDRA) started to develop the Meuse/Haute-Marne underground research laboratory (URL) at Bure, nearly 300 km East of Paris. The host formation consists of a Callovo-Oxfordian claystone found between 420 and 550 m below ground, overlain and underlain by poorly permeable carbonate formations. One of the major concerns related to performance assessment is the excavation-induced fractures which may provide groundwater preferential pathway for radionuclide migration. The extent of the fractures possibly acting significantly in the radionuclide migration is known as the excavation damaged zone (EDZ). A scientific study on the EDZ characterization is performed at the main level of the URL (?490 m). Observations such as structural analysis on core, overcored resin-filled samples, geological survey of the drift face and sidewalls, were made to better understand the fracture network characteristics, extent and its generation. Pulse and constant head test hydraulic conductivity measurements were performed with multi packer system to estimate the extension of the EDZ hydraulic conductivity. Fractures exhibited high transmissivity near the excavation walls, but farther from the exaction walls, shear fractures showed hydraulic conductivity values reflecting values of undisturbed or slightly disturbed rock mass condition. The major findings in terms of geometry and properties of excavation-induced fractures are discussed in detail in this paper. For example, it is observed that the shape of the fracture network depends on the orientation of the drift in relation to the orientation of the in situ stress field. 相似文献
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裂缝介质中石油运移物理模拟结果及地质意义 总被引：5，自引：0，他引：5
利用2套裂缝网络模型进行了一系列石油在饱水裂缝介质中运移的物理模拟实验，从石油运移角度研究不同网络拓扑结构、不同缝宽、不同原油粘度等因素对石油运移的影响。通过实验结果分析发现，在裂缝宽度不同的多裂缝体系的石油运移过程中，宽度大的裂缝方向控制着石油运移的方向和原油在裂缝介质中的分布。同时发现，当流体势降低方向（驱替方向）与宽缝方向一致时，运移速度、运移量与粘度的大小尚能呈现出一定的关系：油的粘度越小，运移速度越快，运移量越大，反之亦然。但当流体势降低方向（驱替方向）与宽缝方向垂直时，变化趋于复杂。根据物理模拟实验的结果，指出在油气成藏研究和油气分布预测中，油气运移高峰期的古流体势分布和古应力场分布研究的配合，是判断油气运移方向、确定有利聚集区带的关键。 相似文献
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开展地下水数值模拟研究是高放废物处置场地安全评价的重要组成部分,然而深地质处置介质类型的复杂性、基岩深部资料的相对匮乏性导致模拟结果存在不确定性,如何刻画深部地下水动力场并评估可能引起的风险已成为高放废物处置安全评价中重点关注的问题。在大量文献调研的基础上,综述了世界典型国家高放废物深地质处置场地的地下水数值模拟与不确定性分析应用,并归纳总结该领域研究经验,得到以下认识:（1）深地质处置场深部构造、裂隙的发育与展布决定了地下水循环条件,探究适用于基岩裂隙地区新的水文地质试验方法是提高地下水数值模型仿真性的基础;（2）不同尺度模型融合是解决深地质处置地下水模拟的有效技术方法,区域尺度多采用等效连续介质法,场地尺度使用等效连续多孔介质和离散裂隙网络耦合模型,处置库尺度使用离散裂隙网络方法,其次需重点关注未来大时间尺度下放射性核素在地质体中的迁移转化规律,模拟预测场址区域地下水环境长期循环演变对核素迁移的潜在影响;（3）考虑到不同的处置层主岩岩性以及在多介质中发生的THMC（温度场—渗流场—应力场—化学场）过程,目前国内外常用的地下水模拟软件有:Porflow、Modflow、GMS及MT3DMS等用于模拟孔隙或等效连续介质,Connectflow、Feflow及FracMan等用于模拟地下水和核素在结晶岩、花岗岩等裂隙中的迁移,TOUGH系列软件主要应用于双重介质的水流、溶质及热运移模拟;（4）指导开展有针对性的模型和参数的不确定性分析工作,减少投入工作量,提高模型精度,并可针对处置库长期演变、废物罐失效、极端降雨等多情景预测模拟,为处置库安全评价及设计提供基础数据支撑;（5）针对我国深地质处置地下水数值模拟研究现状,下一步应加强区域地质、水文地质、裂隙测量以及现场试验等相关的调查及监测工作,多介质耦合、多场耦合模拟及不确定性分析研究将会是未来的研究重点。 相似文献