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研究生： 林柏宏
PO-HUNG LIN
論文名稱： 核廢料溫度擴散對深層貯藏隧道之影響探討
Temperature Diffuse of the Exothermic Nuclear Waste in the Deep Storage Tunnel
指導教授： 陳志南
chee-nan Chen
口試委員: 林志明
none
陳堯中
none
陳立憲
none
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 163
中文關鍵詞： 核廢料 、溫度擴散 、深層貯藏隧道 、影響
外文關鍵詞： Temperature Diffuse, Exothermic, Nuclear Waste, Deep Storage Tunnel
相關次數： 點閱：208  下載：4 
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    • 用過之核燃料含有核分裂產物及長半衰期之放射性物質，對人類及生活環境具有潛在性危險，須採取與人類生活環境長期隔離方式處理。目前以深層地質處置方式來處理用過的核燃料被認為是較穩定且安全之措施。
    本研究以核廢料場之興建與貯藏力學行為作為研討主題，參考美國Yucca Mountain核廢料貯存場相關興建資料，以FLAC3D數值分析軟體來進行模擬。研究首先藉由單貯藏隧道對地下開挖所引起的力學行為加以分析，接著延伸至最終貯置場周圍岩體於升至72℃後之溫度場及應力場的力學行為，最後擴及三孔平行隧道於核廢料同時貯存情況下，探討溫度升高所造成的應力交互影響情況，最後提出相關結論。

    The nuclear waste contains the fission products and the half-life radioactive material will cause damage to mankind and living environment, so we must take isolated way to cope with chronically. For the time being, handling the nuclear waste in a deep geological repository is considered to be more stable and safer.

    The main theme of this thesis is based on the concept about the selection of nuclear waste field and the reaction of storage stress dynamics. Moreover, this research is referenced from the data of Yucca Mountain in U.S.A.,then it adopted numerical software FLAC3D to thrash out the possible condition. First, we deliberated upon the influence on stress adjustment of the single tunnel caused by a rise of temperature of the excavating rock masses. As the preliminary results, we turn to verify the temperatur and stress reaction of the rock masses which is around the final storage tunnel in 72℃ circumstances. Aftermost, we extend to examine the temperature increment, which activates corelation thermal effect about the nuclear wastes simultaneously store in three parallel tube tunnels. To combine the fore-going, we tended to propose the conclusion correspondingly.

    論文摘要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目 錄 V 表 目 錄 VII 圖 目 錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 1 1.3 研究內容 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 隧道開挖之應力分佈 4 2.1.1 圓形隧道開挖彈性理論 4 2.1.2 圓形隧道開挖塑性行為之影響 7 2.2 岩石與襯砌材料之熱性質 9 2.2.1岩石之熱性質 9 2.2.2 襯砌材料之熱性質 14 2.3 熱傳遞之型式 16 2.4 溫度上升對岩體與襯砌之力學行為影響 18 2.4.1 溫度上升對岩體之力學行為影響 18 2.4.2 溫度上升對襯砌之力學行為影響 19 2.5 美國內華達州猶卡山谷核廢料貯存場介紹 19 第三章 數值分析方法 21 3.1 FLAC3D的基本理論架構 21 3.1.1 FLAC3D之數學模式 21 3.1.2 FLAC3D之數值方法 24 3.2 FLAC3D熱傳模式理論架構 25 3.2.1 FLAC3D熱傳模式之數學模式 25 3.2.2 FLAC3D熱傳模式之數值方法 29 3.3 FLAC3D的組合律模式 39 3.3.1 基本組合律模式 40 3.3.2 熱傳組合律模式 42 3.4 FLAC3D的運算程序 42 3.5 FLAC3D之基本術語 44 3.6 FLAC3D的分析步驟 48 3.7 FLAC3D的運算速率 50 3.8 本論文之三維數值分析模式 50 3.8.1 三維數值分析網格建立 50 3.8.2 數值分析之基本假設 52 3.8.3 岩體與支撐材料參數 54 第四章 貯藏隧道受核廢料溫度改變之影響與探討 61 4.1 隧道開挖及核廢料溫度模擬流程說明 61 4.2 本研究數值分析開挖及溫度擴散之驗證 62 4.2.1 溫度擴散驗證 63 4.2.2 利用Kirsch Solution驗證自撰分析程式精確性 64 4.3 隧道開挖之力學行為 65 4.3.1 掘進應力變化 66 4.3.2 掘進變形變化 68 4.4 核廢料貯置後50年內之溫度擴散探討 70 4.5 核廢料貯存後對隧道周圍岩體應力之影響 72 4.5.1 開挖面上之應力變化 72 4.5.2 溫度擴散造成應力變化之影響範圍 75 4.6 核廢料貯存後隧道襯砌應力之相關探討 78 4.7 核廢料定溫與變溫放熱方式對岩體應力之影響 79 4.8 三孔隧道不同間距受溫度擴散交互作用之影響 80 第五章 結論與建議 84 5.1 結論 84 5.2 建議 86 參 考 文 獻 88

    1. Abdel-Meguid,M.,Rowe, R.K. and Lo, K.Y., “Three-dimensional Analysis of Unlined Tunnels in Rock Subjected to High Horizontal Stress,” Canadian Geotechnical Journal, 40(6), pp.1208-1224 (2003)
    2. Barla, G., and Barla, M., “Numerical Simulation of Squeezing Behavior in Tunnel,” FLAC and Numerical Modeling in Geomechanics, Proc. of 2th Int. FLAC Symp., Lyon, France,pp.323-328 (2001).
    3. Bauer，S.J. and Johnson，B.，“Effects of Slow Uniform Heating on the Physical Properties of the Westerly and Charcoal Granites”Proc. 20th Symp. on Rock Mech.,Austin,Texas,ASCE，pp.7-18（1979）
    4. Brown,E.T.,Bray,J.W.,Ladanyi,B.,and Hoek,E.,“Ground Response Curves for Rock Tunnels, ”Journal of the Geotechnical Engineering，ASCE，vol. 109，No.1，pp.15-39(1983).
    5. Ellis, H.L., Feldman, A.I. and Buechel, G.J., “Numerical Analysis of the Bosten Red Line Tunnel,” FLAC and Numerical Modeling in Geomechanics, Proc. of the Int. FLAC Symp. In Geomechanics, Minneapolis, Minnesota, USA, pp.323-328 (1999).
    6. Goodman, R.E., “Introduction to Rock Mechanics,” John Wiley and Sons,New York (1989).
    7. Heuze, F.E., “ High Temperature Mechanical，Physical and Thermal Properties of Granitic Rocks-A Review,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci.& Geomech. Abstr.，Vol. 20，No. 1，pp.3-10，1983.
    8. Hoek, E.， and Brown，E.T.，“Underground Excavations in Rock, The Institution of Mining and Metallurgy”, London (1980).
    9. Hoek，E. and Brown，E.T.，“Hoek-Brown Failure Criterion – 2002 Edition”，2002.
    10. Itasca Consulting Group，Inc.，“Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions，User’s manual”，Version 2.10， Minneapolis，Minnesota，U.S.A (2002)
    11. Károly Széchy，“The Art of Tunneling”，Akadémiai kiadó，Budapest，(1973)
    12. Kirsch，G.，“ Die Theorie der Elastizitat und Die Budurfnisse der Festigkeitslehre ”，Veit. Ver. Deut. Ing.，Vol.42，No.28，pp.797-807（1898）.
    13. U.S. Department of Energy，http://www.ocrwm.doe.gov/.
    14. 周益禎，「碳纖維拉力筋混凝土梁之火害後行為研究」，碩士論文，國立台灣科技大學營建工程技術研究所，2000。
    15. 洪秋金，「隧道地盤反應曲線及破裂區發展之三向度數值分析」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，1995。
    16. 許菊芳，「隧道支撐與溫度效應之初步探討，碩士論文」，國立台灣科技大學營建工程技術研究所，2004。
    17. 陳鴻益，「高溫歷程對岩石強度與變形性性質之影響」，碩士論文，國立台灣科技大學營建工程技術研究所，2002。
    18. 陳志南、曾正宗、陳志欣，（2006），「深層地下貯置場之穩定分析」，NSC94-2211-E-011-002，行政院國家科學委員會專題研究計畫期中進度報告，台北。
    19. 鄭文隆，「國內隧道工程展望」，內政部營建署營建自動化人材培訓課程系列（二），pp.1-30，1996。
    20. 鍾柏仁，「核廢料深層處置近場岩石熱力學行為初步研究」，碩士論文，國立成功大學資源工程學系，2002。
    21. 顏建忠，「極深覆岩下隧道之岩石力學問題」，碩士論文，國立交通大學土木工程研究所，1999。
    22. 鄺寶山、王文禮，「FLAC程式於隧道工程之實例分析」，地工技術，第41期，pp.50-60，1993。
    23. Holman .J.P. 著，王鎮雄、朱朝煌、李世榮、劉傳仁、蔡豐欽 譯，「熱傳遞學」，高立圖書有限公司，2000。
    24. 陳正勳、黃燦輝，「岩石隧道周圍破裂區及非軸對稱隧道問題之地盤反應曲線」，1992岩盤工程研討會論文專集，台南，第359-371頁(1992)。
    25. 林瑤明，「現地應力及應變軟化模式對隧道變形之影響」，碩士論文，國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所，台北 (1996)。
    26. 林志明，「岩石隧道掘進之變形行為研究」，博士論文，國立台灣科技大學營建工程技術研究所，台北 (2000)。

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