熱-水-応力-化学連成挙動に関する研究-成果報告書-

Investigation research on the evaluation of a coupled thermo-hydro-mechanical-chemical phenomena; result report

千々松 正和*; 根山 敦史*; 石原 義尚*; 雨宮 清*; 塩崎 功*; 岩田 浩*

Chijimatsu, Masakazu*; Neyama, Atsushi*; Ishihara, Yoshinao*; Amemiya, Kiyoshi*; not registered; Iwata, Hiroshi*

本研究は、地層処分システムのニアフィールドにおける連成解析を実現させるため、熱-水-応力連成解析コードへの物質移行モデルの追加、数値解析コード開発環境ツールを用いた予備的な連成解析について実施した。(1)熱-水-応力-連成解析コードへの物質移行モデルの追加を目的として、機能要求、解析手法について検討し、オイラリアン・ラグランジアン法(EL法)による物質移行機能追加を基本とした改良計画を提示した。(2)改良計画に基づき、既存の熱-水-応力連成解析コード(THAMES)に物質移行モジュールを追加し、検証計算を行った。(3)高レベル放射性廃棄物人工バリアの緩衝材中における熱-水-応力場の塩の挙動を把握するため、改良した解析コード(THAMES-Transport)を用いて連成解析を行った。解析の結果、緩衝材中の塩の移行挙動や濃縮挙動は表現できたが、今回設定した解析条件の下では、塩の蓄積現象は生じなかった。(4)数値解析コード開発環境ツール(Diffpack)上での連成解析の実現性を確認するため、予備的連成解析システムの設計、製作を行った。本予備的連成解析システムでは、既存の物質移行解析コード(HYDROGEOCHE)、地球化学計算コード(phreeqe60)の連成を対象とした。(5)予備的連成解析システムの正確性を確認することを目的として、開発した連成解析コードと既存の物質移行-地球化学連成解析コード(HYDROGEOCHE)のベンチマーク解析を実施した。(6)THAMESの改良、予備的連成解析システムの製作を通じて課題を摘出し、短期的な開発計画(案)を作成した。

In order to realize a coupling analysis in the near field of the geological disposal system, this study has been studied on the addition of the mass transport model to the coupled thermo-hydro-mechanical analysis code (THAMES) and preliminary coupling analysis by using development environmental tool (Diffpack) for numerical analysis. (1)In order to prepare the strategy on the addition of the mass transport model to the coupled thermo-hydro-mechanical analysis code (THAMES), we have studied on the requirement of THAMES-Transport and methodology of coupling analysis. After that we set out modification plan by the Eulerian-Lagrangian (EL) method. (2)Based on the document of modification plan, we have done addition of the mass transport model to the coupled thermo-hydro-mechanical analysis code (THAMES) and carried out verification analysis in order to confirm on the accuracy of THAMES-Transport. (3)In order to understand on the behavior of NaCl in the porewater under the coupled thermo-hydro-mechanical phenomena in the HLW engineered barrier system, we have calculated coupling phenomenon by using THAMES-Transport. Transportation and concentration phenomena of NaCl are calculated but precipitation of NaCl is not occurred under the analysis conditions in this report. (4)In order to confirm about feasibility of coupling analysis under the development environmental tool (Diffpack) for numerical analysis, we have carried out on the design work and writing program of the preliminary coupling system. In this study, we have adopted existing transport model (HYDROGEOCHEM) and geochemical model (phreeqe60) for preliminary coupling system. (5)In order to confirm program correctness of preliminary coupling system, we have carried out benchmarking analysis by using existing reactive-transport analysiscode (HYDROGEOCHEM). (6)We have been prepared short-range development plan based on through the modification study of THAMES and writing program of the preliminary coupling ...