Development of thermo-hydro-mechanical model for expansive soils and simulation of nuclear waste repository
Project goals
The main task of the proposed research project is development and evaluation of an advanced thermo-hydro-mechanical model for partially saturated expansive double structure soils. The model will be based on the theory of hypoplasticity. Thermal effects will be incorporated into the model by defining new formulation for water retention behaviour of macrostructure and microstructure. The model will be implementated into a coupled thermo-hydro-mechanical finite element code SIFEL. An accurate explicit time-integration scheme will be utilised to ensure robustness and accuracy of the simulations. Finally, the model will be evaluated on the boundary value problem level by means of simulations of large-scale mock-up experiments of nuclear waste repositories. To calibrate the model, laboratory experiments will be performed in the soil mechanics laboratory. Simulation results will be compared with the monitoring data to reveal advantages as well as shortcomings of the newly proposed approach.
Keywords
expansive soilsconstitutive modelscoupled thermo-hydro-mechanical problemsfinite element method
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta stavební
Univerzita Karlova / Přírodovědecká fakultaContest type
VS - Public tender
Contract ID
15-05935S
Alternative language
Project name in Czech
Vývoj termo-hydro-mechanického modelu pro expanzívní zeminy a simulace úložiště radioaktivních odpadů
Annotation in Czech
Hlavní úkol navrhovaného projektu je vývoj a zhodnocení pokročilého termo-hydro-mechanického modelu pro částečně nasycené expanzivní zeminy s dvojí strukturou. Model bude založen na teorii hypoplasticity. Teplotní efekty budou zaneseny do modelu definováním nové formulace pro retenční chování na úrovni makrostructury a mikrostruktury. Model bude implementován do sdruženého termo-hydro-mechanického kódu SIFEL. Využije se přesné explicitní integrační schéma pro zajištění robustnosti a přesnosti simulací. Model bude vyhodnocen na základě simulací velkorozměrového testu pro úložiště radioaktivních odpadů. Pro kalibraci modelu se využijí data nově získaná v laboratoři mechaniky zemin. Simulace se porovnají s daty z monitoringu pro vyhodnocení kvalit i nedostatků navrženého modelu.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
An advanced composite thermo-hydro-mechanical constitutional model for expansive earth (bentonites) is defined. The information in the final card is adequate. The project is important for further education of specialists in the field, a similar complex model has not yet been available in the Czech Rep. The publication outputs were met. Weaknesses have not been identified.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
4,877 thou. CZK
Public financial support
4,877 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 877 CZK thou.
Public support
4 877 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JM - Structural engineering
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017