非饱和高庙子膨润土的体变特征及其微观机理

【摘要】：核废料的永久处置问题已经变得刻不容缓。通过各种处置方案的比较,目前国际上主要倾向于采用深地质埋藏的方法。而作为用于封堵通往地下处置库的通道、以隔断处置库内核废料与外界环境联系的首选缓冲回填材料——膨胀性粘土的特性现在正越来越受到岩土界的关注。 本文通过对可能作为我国核废料处置中的缓冲回填材料——高庙子膨润土的土水特征、微结构特征以及体积变形特征等方面研究,获得了有关成果。内蒙古高庙子钠膨润土蒙脱石含量较高,阳离子交换容量和比表面积较大,液限较高,具有低渗透性、高膨胀性和良好的导热性能;高吸力范围内,含水量随吸力的变化不大,自由和侧限状态下土水特征无明显不同;在低吸力范围内,自由状态下含水量随吸力的降低产生突变,侧限状态下含水量随吸力的降低变化较为平缓;自由状态下膨润土的膨胀主要来自于集合体间孔隙的膨胀,从而形成了明显的集合体结构体特征;侧限状态下,膨润土的孔隙出现了均质分布特征;双电层理论能较好地解释干密度为1.7g/cm~3的高压实高庙子膨润土在自由膨胀条件下的体变特征,但随着吸力的减小,两者之间的误差有增大的趋势。