Argillaceous rocks (Stiff sedimentary clays) provide the geological background to many civil engineering projects. In recent years, interest in these types of material has increased, because they are being considered as potential host geological media for underground repositories of high-level radioactive waste (HLW). The possible use of these types of clay as geological hosts for radioactive waste has prompted the construction of several underground laboratories. Among the very different topics addressed in the Underground Research Laboratories (URLs), the thermo-hydro-mechanical (THM) behaviour of the host rock is the one that most concerns the present research. In situ observations have revealed a considerable number of coupled THM processes in the operation of an HLW repository.
In this context, the main objective of the present study is to describes the performance, observations and interpretation of the full-scale in situ heating test conducted on Callovo-Oxfordian (COx) claystone in the Meuse / Haute-Marne URL simulating a heat-emitting, high-level radioactive waste disposal concept. The test is fully instrumented, and attention is focused on the near-field region's the THM behaviour consisting of the sleeve surrounding the heater and the host rock. The interpretation of the test is assisted by the performance of a coupled numerical analysis based on a coupled formulation incorporating the relevant THM phenomena. The calculations have used a reference isothermal constitutive model especially developed for this type of material. The reference model later has been extended to non-isothermal condition by incorporating thermal dependency of strength parameters and stiffness. The thermomechanical model has been successfully used in the simulation of triaxial tests on COx claystone. The numerical analysis performed has proved able to represent the progress of the experiment very satisfactorily. The performance and analysis of the in-situ test has significantly enhanced the understanding of a complex THM problem and have proved the capability of the numerical formulation and non-isothermal constitutive model to provide adequate predictive capacity.
Las rocas argil谩ceas (arcillas sedimentarias r铆gidas) proporcionan el trasfondo geol贸gico de muchos proyectos de ingenier铆a civil. En los 煤ltimos a帽os, ha aumentado el inter茅s por este tipo de materiales, porque est谩n siendo considerados como posibles medios geol贸gicos hospedadores de dep贸sitos subterr谩neos de desechos radiactivos de alta actividad (HLW). El posible uso de este tipo de arcilla como hospedante geol贸gico de residuos radiactivos ha impulsado la construcci贸n de varios laboratorios subterr谩neos. Entre los muy diferentes temas que se abordan en los Laboratorios de Investigaci贸n Subterr谩nea (URL), el comportamiento termo-hidromec谩nico (THM) de la roca hu茅sped es el que m谩s preocupa a la presente investigaci贸n. Las observaciones in situ han revelado un n煤mero considerable de procesos THM acoplados en el funcionamiento de un dep贸sito de HLW. En este contexto, el objetivo principal del presente estudio es describir el rendimiento, las observaciones y la interpretaci贸n de la prueba de calentamiento in situ a gran escala realizada en piedra arcillosa Callovo-Oxfordian (COx) en la URL de Mosa / Haute-Marne simulando un calor- concepto de eliminaci贸n de desechos radiactivos de alto nivel emisor. La prueba est谩 totalmente instrumentada y la atenci贸n se centra en el comportamiento del THM de la regi贸n de campo cercano que consiste en la manga que rodea el calentador y la roca anfitriona. La interpretaci贸n de la prueba es asistida por la realizaci贸n de un an谩lisis num茅rico acoplado basado en una formulaci贸n acoplada que incorpora los fen贸menos de THM relevantes. Los c谩lculos han utilizado un modelo constitutivo isot茅rmico de referencia especialmente desarrollado para este tipo de material. Posteriormente, el modelo de referencia se ha ampliado a condiciones no isot茅rmicas incorporando la dependencia t茅rmica de los par谩metros de resistencia y rigidez. El modelo termomec谩nico se ha utilizado con 茅xito en la simulaci贸n de ensayos triaxiales en arcillas COx. El an谩lisis num茅rico realizado ha demostrado ser capaz de representar de forma muy satisfactoria el avance del experimento. El rendimiento y el an谩lisis de la prueba in situ ha mejorado significativamente la comprensi贸n de un problema THM complejo y ha demostrado la capacidad de la