Представлены результаты моделирования полей напряжений и анализа прочности породного массива на участке Енисейский (Красноярский край), выбранного для строительства подземной исследовательской лаборатории. Обоснованы варианты граничных условий нагружения моделей по ее границам, результаты моделирования распределения компонент тензора напряжений для четырех вариантов нагружения и оценка стабильности массива с использованием известных моделей прочностного анализа Хука – Брауна, Кулона – Мора, Мизеса и др. Определены закономерности распределения полей напряжений в массиве и отличия, связанные с тектоническими условиями района. Установлено, что локализация зон концентрации интенсивности напряжений зависит от соотношения компонент главных действующих напряжений. Ориентация сжатия в субмеридиональном направлении приводит к росту интенсивности напряжений на 10-15 % относительно иных вариантов моделирования. Зоны аномальных значений интенсивности напряжений расположены внутри блоков, а также в лежачих крыльях тектонических разломов. Модели характеризуются высокими значениями потенциальной энергии формоизменения в зонах разломов (как участков массива, наиболее легко поддающихся деформированию) и их пересечений. Трехмерное моделирование позволяет обнаружить эффекты, которые слабо проявляются в моделях плоского деформированного состояния. Результаты геомеханического моделирования необходимы при планировании экспериментов в подземной исследовательской лаборатории для уточнения изоляционных свойств породного массива при захоронении высокоактивных радиоактивных отходов. Методические подходы трехмерного моделирования применяются геомеханическими и геотехническими службами промышленных предприятий и других опасных производственных объектов (подземные хранилища газа, месторождения полезных ископаемых и др.).

При выборе геологической формации для захоронения радиоактивных отходов осуществляется учет количественных характеристик, описывающих эволюционные процессы в массиве пород: геодинамических, гидрогеохимических, эрозионных и др. Однако вклад различных параметров процессов в обеспечение безопасности неравнозначен и далеко не всегда дополнительные проценты точности измерений имеют принципиальное значение. Это обуславливает необходимость выделения формирующих безопасность захоронения РАО различных типов показателей геологическ ой среды для их детального изучения в условиях объекта захоронения. Предложен подход к определению первоочередных показателей физических процессов в массиве пород, определяющих безопасность захоронения радиоактивных отходов различных типов и требующих повышенного внимания (точность, частота измерений) при определении в натурных условиях. Для выделения таких факторов был использован метод анализа чувствительности системного изменения пределов значений переменных в ходе моделирования безопасности с целью оценки их влияния на конечный результат и определения роли различных физических процессов в обеспечении безопасности. Показано, что при захоронении различных групп нуклидов – «природных», «короткоживущих» и «долгоживущих» – безопасность изоляции будет обеспечиваться за счет различных факторов. Выделены факторы, имеющие наибольшее влияние в обеспечении безопасности при захоронении радиоактивных отходов указанных типов. Определен перечень параметров геологической среды, характеризующих приоритетные механизмы локализации различных типов радионуклидных загрязнений при захоронении и требующий наиболее детального определения в натурных условиях.