Modélisations physique et numérique du transfert de chaleur 1D et 3D dans le remblai en pâte cimenté curé dans un environnement proche du pergélisol

F.K. Beya

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: ENERGY RESOURCES - III Mining and Tailings

ABSTRACT: The hardening process of cemented paste backfill (CPB) placed in underground stopes is influenced by temperature. In the particular case of backfilling of stopes located in permafrost, the knowledge of the evolution of the thermal field in the CPB due to the heat exchange with the surrounding rocks is important for optimizing CPB recipes in the laboratory. One of the in situ CPB thermal behavior prediction tools is the use of validated numerical codes. Accordingly, the objective of this article is to validate a numerical model built using the "Heat Transfer" module of the COMSOL Multiphysics® 5.2 code by comparison with experimental results obtained from lab-scale physical models of 1D and 3D heat transfer. 1D heat transfer was simulated with column tests subjected to different thermal boundary conditions. 3D heat transfer was simulated using a barrel filled with CPB and placed in a cold room at a controlled temperature (about -11°C). The columns and the barrel were instrumented to measure the temperature distribution and evolution in the materials used. Numerical results almost matched the experimental data, which validate the numerical model. Mots clés: Remblai en pâte cimenté, pergélisol, transfert de chaleur, modèle numérique, COMSOL Multiphysics

RÉSUMÉ: Le durcissement du remblai en pâte cimenté (RPC) mis en place dans les chantiers souterrains est influencé par la température. Dans le cas particulier du remblayage des chantiers situés dans le pergélisol, la connaissance de de la distribution de la température dans le RPC mélange au laboratoire. outils de prédiction du comportement thermique du RPC in situ e codes de calculs donc de Heat Transfert» du code COMSOL Multiphysics® 5.2 avec des résultats expérimentaux obtenus au laboratoire à partir de modèles physiques simulant le transfert de chaleur 1D et 3D. Le transfert de chaleur 1D a été simulé avec des essais en colonnes soumises à différentes conditions thermiques à une température contrôlée (autour de -11°C). Les colonnes et le baril étaient instrumentés pour mesurer la distribution résultats expérimentaux et numériques; ce qui valide le modèle numérique.

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