Evaluation of radioactive waste reservoir safety based on the elucidation of fluid flow mechanism

基于流体流动机理阐明的放射性废物库安全评价

• 批准号: 17F17382
• 负责人: 蒋 宇静
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-11-10 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17382/
• 关键词: 岩盤亀裂; 透水試験; 水理物質移行機構; 地層貯留安全性; 交差亀裂; 亀裂ネットワーク; 非線形的流動特性; 臨界動水勾配; 表面ラフネス; 数値シミュレーション; 空間分布特性; フラクタル特性; 浸透流

今年度は、前年度まで解明した亀裂接触部における熱・水・応力（破壊）・化学連成評価モデルを亀裂ネットワークモデルに導入し、接触部の破壊がモデル全体の水理物質移行特性に与える影響を詳細に考察した。具体的には、下記に示す有意な成果が得られた。（１）三次元亀裂ネットワークモデルを制作し、応力と水力を与えて、三次元モデルに通じての流量を観測した。当時に、CTを用いて亀裂の分布状況と接触部の破壊状態を明らかにした。（２）流体の温度を変えて、浸透係数の変化を観測した。（３）酸性流体を用いて、浸透係数及び接触部の破壊状態に与える影響を分析し、熱・水・応力（破壊）・化学連成作用を解明した。最後に、亀裂表面ラフネスと透水係数との関係式及びフラクタル次元による亀裂の空間分布特性の評価手法を一体化し、より高度な水理物質移行特性評価モデルを提案した。

今年，我们将热，水，压力（断裂）和裂纹接触区域的化学耦合评估模型（我们已经阐明到上一年）引入了裂纹网络模型，并详细讨论了接触区域对整个模型的液压材料传递特性的影响。具体而言，获得以下重要结果。 （1）产生了三维裂纹网络模型，应用应力和水力发电，并观察到整个三维模型的流速。当时，CT被用来澄清裂缝的分布和接触区域的失败状态。 （2）通过改变流体温度观察到渗透系数的变化。 （3）使用酸性液，分析了穿透系数和接触区域的故障状态的影响，并阐明了热，水，压力（断裂）和化学偶联作用。最后，我们整合了基于分形尺寸的裂纹特征的裂纹表面粗糙度与液压渗透系数与评估方法之间的关系，并提出了一个更复杂的模型，以评估水力材料转移的特征。

项目成果

A numerical approach for assessing effects of shear on equivalent permeability and nonlinear flow characteristics of 2-D fracture networks

• DOI: 10.1016/j.advwatres.2017.11.022
• 发表时间: 2018
• 期刊: Advances in Water Resources
• 影响因子: 4.7
• 作者: Ri-cheng Liu;Bo Li;Yujing Jiang;Liyuan Yu

Numerical simulations of shear-induced nonlinear flow properties of single three-dimensional rock fractures

单一三维岩石裂隙剪切诱导非线性流动特性的数值模拟

• 发表时间: 2019
• 作者: Soliman;K. Takamiya;S. Sekimoto;Y. Oki;T. Ohtsuki;Bogna Ignatowska-Jankowska;Richeng Liu
• 通讯作者: Richeng Liu

Experimental and Numerical Studies of the Hydraulic Properties of Three-Dimensional Fracture Networks with Spatially Distributed Apertures

• DOI: 10.1007/s00603-019-01869-7
• 发表时间: 2019-06
• 期刊: Rock Mechanics and Rock Engineering
• 影响因子: 6.2
• 作者: N. Huang;Yujing Jiang;Ri-cheng Liu;Bo Li

Three-dimensional double-rough-walled modeling of fluid flow through self-affine shear fractures

自仿射剪切裂缝流体流动的三维双粗糙壁建模

• DOI: 10.1016/j.jrmge.2019.09.002
• 发表时间: 2020-02
• 期刊: Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
• 影响因子: 7.3
• 作者: Richeng Liu;Ming He;Na Huang;Yujing Jiang;Liyuan Yu
• 通讯作者: Liyuan Yu

A novel three-dimensional discrete fracture network model for investigating the role of aperture heterogeneity on fluid flow through fractured rock masses

• DOI: 10.1016/j.ijrmms.2019.03.014
• 发表时间: 2019-04
• 期刊: International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
• 影响因子: 7.2
• 作者: N. Huang;Yujing Jiang;Ri-cheng Liu;Bo Li;S. Sugimoto