發(fā)布時間：2021-08-05 14:19

　　由于高放廢物長期衰變放熱,因此緩沖材料的熱性能參數(shù)對處置庫的穩(wěn)定和安全運營具有重要意義。膨潤土-砂混合物中石英砂的摻入可有效改善其熱傳導性能。本研究采用中粒石英砂作輔料,利用Hot Disk TPS2500s熱常數(shù)分析儀對不同干密度、摻砂率和含水率試樣進行測量,分析不同參數(shù)對導熱性能的影響;采用自行設計的裝置對按比例縮小后的試樣進行不同熱源溫度下的熱傳導模擬試驗,并對緩沖層熱力耦合過程進行數(shù)值模擬分析,得到了緩沖層溫度、應力和位移的變化及分布情況,對比分析不同熱源幅值對其分布影響的敏感程度。研究結果表明,導熱系數(shù)隨著干密度、摻砂率增大而增大,且含水率越高增幅越明顯;熱源溫度越高,緩沖層溫度、應力及位移的變化越大,且熱力耦合條件下,徑向比軸向變化相對較大。熱源溫度較低時處置庫更為穩(wěn)定。 

【文章來源】：地下空間與工程學報. 2020,16(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

頂部緩沖層軸向溫度變化曲線

底部緩沖層軸向溫度變化曲線

本研究對室內(nèi)試驗進行數(shù)值模擬，模擬了不同熱源下緩沖層TM耦合時瞬態(tài)變化，得到高放廢物衰變放熱引起的溫度、應力及位移重分布狀態(tài)。試驗中緩沖層整體高度120 mm，直徑10.2 mm，中部緩沖層高度為50 mm，頂?shù)撞烤彌_層高度分別為40 mm和30 mm，中部緩沖層中心位置放置熱源。采用軸對稱模型進行分析，并顯示各計算結果輸出點的位置，如圖9所示。模型左右邊界約束，邊界初始溫度為室溫。表3為緩沖層參數(shù)，彈性模量和泊松比參考核工業(yè)北京地質研究院研究結果[18]，熱傳導系數(shù)采用上述第一部分試驗測得的數(shù)據(jù)，選取優(yōu)化配比試樣Rs30-15-1.6的導熱系數(shù)作為模擬所需特性參數(shù)。試驗表明，隨著干密度增大，試樣的導熱性增強，有利于廢料罐體和緩沖回填材料中熱量的擴散，但干密度不斷增大會使制樣成本及能耗迅速增大，因此在滿足熱傳導性能要求的情況下，綜合考慮經(jīng)濟性等因素，選取本次試樣干密度為1.6 g/cm3;摻砂率為30%時，在不顯著降低膨潤土自身性能的前提下試樣易壓實得到最大干密度，力學性能明顯提高，同時利于其質量的控制[16];含水率為15%時，在更接近最優(yōu)含水率情況下有效增大其導熱性能，同時也避免了含水率過大導致壓實效果下降。因此，本次試驗最終確定干密度為1.6 g/cm3、摻砂率為30%和含水率15%作為試驗材料的最優(yōu)配比參數(shù)。4 計算結果

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3323905