Abstract To better understand the Thermal-Hydraulic-Mechanical (THM) response of the rock caused by the high-level radioactive waste (HLW) released heat in the Callovo-Oxfordian formation (COx) in the near-field and far-field areas, a series of coupled THM modelling is performed. This study presents a case study based on the French geological repository for HLW (Cigeo project) to better assess modelling of deep geological repositories (DGR) within the DECOVALEX-2019 framework. In this study, the proposed coupled THM model, implemented in the platform of COMSOL, is validated by comparing the modelled THM results for a point heat source in an infinite rock mass with an analytical solution. It is also validated by comparing its thermal component for the Base Case with accurate results calculated using another numerical method. To shorten the calculation time, the DGR is modelled using six cuboid blocks representing 162 HLW cells and only six central HLW cells of interest modelled in detail. This simplification is validated. This model can easily be used to model not only the near-field THM response of the rock but also the far-field THM response. The influence of the boundary conditions applied on the gallery wall, HLW cell walls, and external surfaces of the model and the influence of different vertical dimensions of the geometry are studied. The sensitivity analyses of the THM parameters of COx on the THM response at different locations are performed. The influence of using a 2-dimensional (2D) model to represent a 3-dimensional (3D) repository is also investigated.

中文翻译：

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地质处置库大尺度热工水力响应预测及敏感性分析

摘要 为了更好地了解近场和远场的 Callovo-Oxfordian 地层 (COx) 中高放射性废物 (HLW) 释放热量引起的岩石热-液压-机械 (THM) 响应，执行一系列耦合 THM 建模。本研究介绍了基于法国 HLW 地质资料库（Cigeo 项目）的案例研究，以更好地评估 DECOVALEX-2019 框架内的深部地质资料库 (DGR) 建模。在本研究中，通过将无限岩体中点热源的建模 THM 结果与解析解进行比较，验证了在 COMSOL 平台上实现的所提出的耦合 THM 模型。它还通过将其基本案例的热分量与使用另一种数值方法计算的准确结果进行比较来验证。为了缩短计算时间，DGR 使用代表 162 个 HLW 单元的六个长方体块进行建模，并且仅对六个感兴趣的中心 HLW 单元进行了详细建模。这种简化得到了验证。该模型不仅可以轻松用于模拟岩石的近场 THM 响应，还可以模拟远场 THM 响应。研究了应用于模型的通道壁、HLW 单元壁和外表面的边界条件的影响以及几何形状的不同垂直尺寸的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。DGR 使用代表 162 个 HLW 单元的六个长方体块进行建模，并且仅对六个感兴趣的中心 HLW 单元进行了详细建模。这种简化得到了验证。该模型不仅可以轻松用于模拟岩石的近场 THM 响应，还可以模拟远场 THM 响应。研究了应用于模型的通道壁、HLW 单元壁和外表面的边界条件的影响以及几何形状的不同垂直尺寸的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。DGR 使用代表 162 个 HLW 单元的六个长方体块进行建模，并且仅对六个感兴趣的中心 HLW 单元进行了详细建模。这种简化得到了验证。该模型不仅可以轻松用于模拟岩石的近场 THM 响应，还可以模拟远场 THM 响应。研究了应用于模型的通道壁、HLW 单元壁和外表面的边界条件的影响以及几何形状的不同垂直尺寸的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。该模型不仅可以轻松用于模拟岩石的近场 THM 响应，还可以模拟远场 THM 响应。研究了应用于模型的通道壁、HLW 单元壁和外表面的边界条件的影响以及几何形状的不同垂直尺寸的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。该模型不仅可以轻松用于模拟岩石的近场 THM 响应，还可以模拟远场 THM 响应。研究了应用于模型的通道壁、HLW 单元壁和外表面的边界条件的影响以及几何形状的不同垂直尺寸的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用 2 维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。进行了 COx 的 THM 参数对不同位置的 THM 响应的敏感性分析。还研究了使用二维 (2D) 模型表示 3 维 (3D) 存储库的影响。