考虑应力-饱和梯度-气压耦合作用下高放废物处置库缓冲/回填材料气体渗透性演化规律及细观机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51809263
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    29.0万
  • 负责人：
    刘江峰
  • 依托单位：
    中国矿业大学
  • 学科分类：
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The evolution law of gas permeability and migration mechanism is one of the key scientific problems for the long-term running safety of the High-Level Radioactive Waste repository. There are still some confusions in the aspects of the experimental and theoretical analyses. In this project, gas permeability test of GMZ bentonite under coupled mechanical-water saturation gradient-gas pressure effect is performed with the THMC seepage test system developed by our group. The evolution law of gas permeability is completely reveled. The characteristics of pore structure evolution of GMZ bentonite is observed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) method combined with X-CT technology. In addition, the internal relationship between pore structure evolution and gas permeability is discussed, and 3D porestructure model is established. Therefore, the meso-mechanism of gas migration can be illustrated deeply. Then, the theoretical model of gas migration in GMZ bentonite is developed, and it is embedded in the finite element program to simulate the gas tightness of buffer/backfill materials. Finally, the system of gas tightness evaluation is established to supply the technical support for the assessment of the gas tightness and long-term running safety of the artificial barrier system of High-Level Radioactive Waste repository.
缓冲/回填材料（膨润土）气体渗透性演化规律及机理是高放废物深地质处置长期安全性评价的关键科学问题之一，至今仍未从实验和理论方面统一认识。本项目拟利用自行研制的温度-渗流-应力-化学多场耦合渗流测试系统，开展GMZ膨润土在应力-饱和梯度-气压耦合作用下气体渗透性试验研究，全面揭示多场耦合因素作用下气体渗透性演化规律；结合X-CT扫描和核磁共振细观观测技术，明确多场耦合因素下GMZ膨润土孔隙结构演化特征，探讨细观孔隙结构与气体渗透性之间的内在联系，建立细观三维孔隙结构模型，深入阐明气体渗透演化细观机理；建立多场耦合因素作用下气体在GMZ膨润土中渗透理论模型，并嵌入到有限元程序中，对处置库缓冲/回填材料气密性进行仿真分析；最终，建立处置库缓冲/回填材料气密性评价体系，为我国高放废物处置库人工屏障系统气密性和长期运行安全性评估提供技术支持。

结项摘要

项目以我国高放废物深地质处置使用的缓冲/回填材料-高庙子膨润土-为研究对象，利用自行研制的温度-渗流-应力-化学多场耦合渗流测试系统，开展了GMZ膨润土在应力-饱和梯度-气压耦合作用下气体渗透性试验研究，揭示多场耦合因素作用下气体渗透性演化规律；结合细观观测技术，明确了多场耦合因素下GMZ膨润土孔隙结构演化特征，探讨细观孔隙结构与气体渗透性之间的内在联系，建立细观三维孔隙结构模型，深入阐明了气体渗透演化细观机理；建立了多场耦合因素作用下气体在GMZ膨润土中渗透理论模型，并对膨润土气水运移特性进行仿真分析；相关结论可以为我国高放废物处置库膨润土屏障系统气密性评价提供技术支持。

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（10）
会议论文数量（0）
专利数量（27）
Multiscale Research on Pore Structure Characteristics and Permeability Prediction of Sandstone
砂岩孔隙结构特征及渗透率预测多尺度研究
  • DOI：
    10.1155/2021/3356645
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Geofluids
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Ma Shijia;Lin Yuanjian;Liu Jiangfeng;Kundwa Marie Judith;Ishimwe Hubert;Wang Peilin
  • 通讯作者：
    Wang Peilin
Microscopic pore structure and improved permeability characterization of COx argillite based on SEM images
基于 SEM 图像的 COx 泥质岩的微观孔隙结构和改进的渗透率表征
  • DOI：
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0002069
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Ni Hongyang;Liu Jiangfeng;Pu Hai;Chen Xu;Song Yang;Mao Xianbiao;Frédéric Skoczylas
  • 通讯作者：
    Frédéric Skoczylas
Determination of full-scale pore size distribution of Gaomiaozi bentonite and its permeability prediction
高庙子膨润土全尺寸孔径分布测定及渗透率预测
  • DOI：
    10.1016/j.jrmge
  • 发表时间：
    2020-04
  • 期刊：
    Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
  • 影响因子：
    7.3
  • 作者：
    Liu Jiangfeng;Song Shuaibing;Cao Xulou;Meng Qingbin;Pu Hai;Wang Yangguang;Liu Jianfeng
  • 通讯作者：
    Liu Jianfeng
A simple method to calibrate the temperature effect for the calculation of gas permeability
一种简单的校准气体渗透率计算温度影响的方法
  • DOI：
    10.2298/tsci2106605m
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Themal Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ma Shijia;Lin Yuanjian;Liu Jiangfeng;Chen Tao;Wang Peilin;Zhang Fan
  • 通讯作者：
    Zhang Fan
Swelling and gas transport characteristics of saturated compacted bentonite/sand samples considering the scale effect
考虑尺度效应的饱和压实膨润土/砂样的膨胀和气体传输特性
  • DOI：
    10.1016/j.gete.2020.100227
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    Geomechanics for Energy and the Environment
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Liu Jiangfeng;Guo Jingna;Ni Hongyang;Zhang Qi;Skoczylas Frédéric
  • 通讯作者：
    Skoczylas Frédéric

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  • 作者：
    刘江峰;刘兆霆;姚英彪
  • 通讯作者：
    姚英彪

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热-力效应下处置库内非饱和膨润土气体渗透多尺度演化机理研究
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    52174133
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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