Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen: PUSKURI-hankkeen tuloksia

Translated title of the contribution: Coupled behaviour of bentonite buffer: Results of PUSKURI project

Markus Olin, Kari Rasilainen, Aku Itälä, Veli-Matti Pulkkanen, Michal Matusewicz, Arto Muurinen, Lasse Ahonen, Markku Kataja, Pekka Kekäläinen, Antti Niemistö, Mika Laitinen, Janne Martikainen

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Aku Itälän diplomityössä mallinnettiin LOT-tuloksia menestyksellä; lisäksi saatiin selkeä tilanneanalyysi kehittämisehdotuksineen bentoniitin THC-mallinnuksesta. Sekä pilotti-mittakaavan kokeita että koko loppusijoitustilan kehitystä mallinnettiin. VTT ja Numerola laativat kastumisen, diffuusion ja kationinvaihdon kytkevän mallin kolmeen laskentaympäristöön, jotka ovat Numerrin, COMSOL ja TOUGHREACT. Petri Jussilan väitöskirjassaan laatima THM-malli implementoitiin COMSOL-ympäristöön tavoitteena mallin edelleen kehittäminen. GTK:ssa suunniteltiin bentoniittien mineralogista karakterisointia eri menetelmillä. Montmorilloniitista tehtiin yksityiskohtainen 3D-kiderakennemalli, joka havainnollistaa bentoniitin käyttäytymiseen liittyviä prosesseja. Aalto-yliopistossa tutkittiin maamekaniikan yhtälöiden numeriikkaa. Jyväskylän yliopistossa Jussilan malliin lisättiin suurten muodonmuutosten kuvaus siten, että teorian alkuperäinen rakenne voidaan säilyttää (ns. hypoelastisen ja hyperelastisen teorian yhdistäminen). Bentoniitin elastoplastisten ominaisuuksien mittaamiseksi hydrostaattisessa puristuksessa kehitettiin kokeellinen menetelmä. Sitä modifioitiin niin, että voidaan määrittää vastaava käyttäytyminen myös yksiulotteisessa puristustilanteessa. Molempia menetelmiä voidaan soveltaa sekä elastisella että plastisella alueella. Röntgentomografiaan perustuvalla menetelmällä selvitettiin myös veden kulkeutumista kompaktoidussa bentoniitissa. Tulokset viittaavat siihen, että diffuusio dominoi veden kulkeutumista bentoniitissa.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages92
    ISBN (Electronic)978-951-38-7718-7
    ISBN (Print)978-951-38-7717-0
    Publication statusPublished - 2011
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Research Notes
    Number2587
    ISSN1235-0605

    Fingerprint

    Bentonite
    Dronabinol
    Buffers

    Keywords

    • bentonite
    • buffer
    • thermal
    • hydraulic
    • mechanical
    • chemical
    • modelling
    • spent nuclear fuel
    • disoposal

    Cite this

    Olin, M., Rasilainen, K., Itälä, A., Pulkkanen, V-M., Matusewicz, M., Muurinen, A., ... Martikainen, J. (2011). Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen: PUSKURI-hankkeen tuloksia. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Research Notes, No. 2587
    Olin, Markus ; Rasilainen, Kari ; Itälä, Aku ; Pulkkanen, Veli-Matti ; Matusewicz, Michal ; Muurinen, Arto ; Ahonen, Lasse ; Kataja, Markku ; Kekäläinen, Pekka ; Niemistö, Antti ; Laitinen, Mika ; Martikainen, Janne. / Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen : PUSKURI-hankkeen tuloksia. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 92 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2587).
    @book{f7d380ab63694945903c703c3987955f,
    title = "Bentoniittipuskurin kytketty k{\"a}ytt{\"a}ytyminen: PUSKURI-hankkeen tuloksia",
    abstract = "Aku It{\"a}l{\"a}n diplomity{\"o}ss{\"a} mallinnettiin LOT-tuloksia menestyksell{\"a}; lis{\"a}ksi saatiin selke{\"a} tilanneanalyysi kehitt{\"a}misehdotuksineen bentoniitin THC-mallinnuksesta. Sek{\"a} pilotti-mittakaavan kokeita ett{\"a} koko loppusijoitustilan kehityst{\"a} mallinnettiin. VTT ja Numerola laativat kastumisen, diffuusion ja kationinvaihdon kytkev{\"a}n mallin kolmeen laskentaymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n, jotka ovat Numerrin, COMSOL ja TOUGHREACT. Petri Jussilan v{\"a}it{\"o}skirjassaan laatima THM-malli implementoitiin COMSOL-ymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n tavoitteena mallin edelleen kehitt{\"a}minen. GTK:ssa suunniteltiin bentoniittien mineralogista karakterisointia eri menetelmill{\"a}. Montmorilloniitista tehtiin yksityiskohtainen 3D-kiderakennemalli, joka havainnollistaa bentoniitin k{\"a}ytt{\"a}ytymiseen liittyvi{\"a} prosesseja. Aalto-yliopistossa tutkittiin maamekaniikan yht{\"a}l{\"o}iden numeriikkaa. Jyv{\"a}skyl{\"a}n yliopistossa Jussilan malliin lis{\"a}ttiin suurten muodonmuutosten kuvaus siten, ett{\"a} teorian alkuper{\"a}inen rakenne voidaan s{\"a}ilytt{\"a}{\"a} (ns. hypoelastisen ja hyperelastisen teorian yhdist{\"a}minen). Bentoniitin elastoplastisten ominaisuuksien mittaamiseksi hydrostaattisessa puristuksessa kehitettiin kokeellinen menetelm{\"a}. Sit{\"a} modifioitiin niin, ett{\"a} voidaan m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} vastaava k{\"a}ytt{\"a}ytyminen my{\"o}s yksiulotteisessa puristustilanteessa. Molempia menetelmi{\"a} voidaan soveltaa sek{\"a} elastisella ett{\"a} plastisella alueella. R{\"o}ntgentomografiaan perustuvalla menetelm{\"a}ll{\"a} selvitettiin my{\"o}s veden kulkeutumista kompaktoidussa bentoniitissa. Tulokset viittaavat siihen, ett{\"a} diffuusio dominoi veden kulkeutumista bentoniitissa.",
    keywords = "bentonite, buffer, thermal, hydraulic, mechanical, chemical, modelling, spent nuclear fuel, disoposal",
    author = "Markus Olin and Kari Rasilainen and Aku It{\"a}l{\"a} and Veli-Matti Pulkkanen and Michal Matusewicz and Arto Muurinen and Lasse Ahonen and Markku Kataja and Pekka Kek{\"a}l{\"a}inen and Antti Niemist{\"o} and Mika Laitinen and Janne Martikainen",
    note = "Project code: 41534",
    year = "2011",
    language = "Finnish",
    isbn = "978-951-38-7717-0",
    series = "VTT Tiedotteita - Research Notes",
    publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
    number = "2587",
    address = "Finland",

    }

    Olin, M, Rasilainen, K, Itälä, A, Pulkkanen, V-M, Matusewicz, M, Muurinen, A, Ahonen, L, Kataja, M, Kekäläinen, P, Niemistö, A, Laitinen, M & Martikainen, J 2011, Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen: PUSKURI-hankkeen tuloksia. VTT Tiedotteita - Research Notes, no. 2587, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

    Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen : PUSKURI-hankkeen tuloksia. / Olin, Markus; Rasilainen, Kari; Itälä, Aku; Pulkkanen, Veli-Matti; Matusewicz, Michal; Muurinen, Arto; Ahonen, Lasse; Kataja, Markku; Kekäläinen, Pekka; Niemistö, Antti; Laitinen, Mika; Martikainen, Janne.

    Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 92 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2587).

    Research output: Book/ReportReport

    TY - BOOK

    T1 - Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen

    T2 - PUSKURI-hankkeen tuloksia

    AU - Olin, Markus

    AU - Rasilainen, Kari

    AU - Itälä, Aku

    AU - Pulkkanen, Veli-Matti

    AU - Matusewicz, Michal

    AU - Muurinen, Arto

    AU - Ahonen, Lasse

    AU - Kataja, Markku

    AU - Kekäläinen, Pekka

    AU - Niemistö, Antti

    AU - Laitinen, Mika

    AU - Martikainen, Janne

    N1 - Project code: 41534

    PY - 2011

    Y1 - 2011

    N2 - Aku Itälän diplomityössä mallinnettiin LOT-tuloksia menestyksellä; lisäksi saatiin selkeä tilanneanalyysi kehittämisehdotuksineen bentoniitin THC-mallinnuksesta. Sekä pilotti-mittakaavan kokeita että koko loppusijoitustilan kehitystä mallinnettiin. VTT ja Numerola laativat kastumisen, diffuusion ja kationinvaihdon kytkevän mallin kolmeen laskentaympäristöön, jotka ovat Numerrin, COMSOL ja TOUGHREACT. Petri Jussilan väitöskirjassaan laatima THM-malli implementoitiin COMSOL-ympäristöön tavoitteena mallin edelleen kehittäminen. GTK:ssa suunniteltiin bentoniittien mineralogista karakterisointia eri menetelmillä. Montmorilloniitista tehtiin yksityiskohtainen 3D-kiderakennemalli, joka havainnollistaa bentoniitin käyttäytymiseen liittyviä prosesseja. Aalto-yliopistossa tutkittiin maamekaniikan yhtälöiden numeriikkaa. Jyväskylän yliopistossa Jussilan malliin lisättiin suurten muodonmuutosten kuvaus siten, että teorian alkuperäinen rakenne voidaan säilyttää (ns. hypoelastisen ja hyperelastisen teorian yhdistäminen). Bentoniitin elastoplastisten ominaisuuksien mittaamiseksi hydrostaattisessa puristuksessa kehitettiin kokeellinen menetelmä. Sitä modifioitiin niin, että voidaan määrittää vastaava käyttäytyminen myös yksiulotteisessa puristustilanteessa. Molempia menetelmiä voidaan soveltaa sekä elastisella että plastisella alueella. Röntgentomografiaan perustuvalla menetelmällä selvitettiin myös veden kulkeutumista kompaktoidussa bentoniitissa. Tulokset viittaavat siihen, että diffuusio dominoi veden kulkeutumista bentoniitissa.

    AB - Aku Itälän diplomityössä mallinnettiin LOT-tuloksia menestyksellä; lisäksi saatiin selkeä tilanneanalyysi kehittämisehdotuksineen bentoniitin THC-mallinnuksesta. Sekä pilotti-mittakaavan kokeita että koko loppusijoitustilan kehitystä mallinnettiin. VTT ja Numerola laativat kastumisen, diffuusion ja kationinvaihdon kytkevän mallin kolmeen laskentaympäristöön, jotka ovat Numerrin, COMSOL ja TOUGHREACT. Petri Jussilan väitöskirjassaan laatima THM-malli implementoitiin COMSOL-ympäristöön tavoitteena mallin edelleen kehittäminen. GTK:ssa suunniteltiin bentoniittien mineralogista karakterisointia eri menetelmillä. Montmorilloniitista tehtiin yksityiskohtainen 3D-kiderakennemalli, joka havainnollistaa bentoniitin käyttäytymiseen liittyviä prosesseja. Aalto-yliopistossa tutkittiin maamekaniikan yhtälöiden numeriikkaa. Jyväskylän yliopistossa Jussilan malliin lisättiin suurten muodonmuutosten kuvaus siten, että teorian alkuperäinen rakenne voidaan säilyttää (ns. hypoelastisen ja hyperelastisen teorian yhdistäminen). Bentoniitin elastoplastisten ominaisuuksien mittaamiseksi hydrostaattisessa puristuksessa kehitettiin kokeellinen menetelmä. Sitä modifioitiin niin, että voidaan määrittää vastaava käyttäytyminen myös yksiulotteisessa puristustilanteessa. Molempia menetelmiä voidaan soveltaa sekä elastisella että plastisella alueella. Röntgentomografiaan perustuvalla menetelmällä selvitettiin myös veden kulkeutumista kompaktoidussa bentoniitissa. Tulokset viittaavat siihen, että diffuusio dominoi veden kulkeutumista bentoniitissa.

    KW - bentonite

    KW - buffer

    KW - thermal

    KW - hydraulic

    KW - mechanical

    KW - chemical

    KW - modelling

    KW - spent nuclear fuel

    KW - disoposal

    M3 - Report

    SN - 978-951-38-7717-0

    T3 - VTT Tiedotteita - Research Notes

    BT - Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen

    PB - VTT Technical Research Centre of Finland

    CY - Espoo

    ER -

    Olin M, Rasilainen K, Itälä A, Pulkkanen V-M, Matusewicz M, Muurinen A et al. Bentoniittipuskurin kytketty käyttäytyminen: PUSKURI-hankkeen tuloksia. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 92 p. (VTT Tiedotteita - Research Notes; No. 2587).