石英砂摻量對混合型緩沖回填材料抗剪強度的控制機理研究.pdf

1、高放廢物是一種放射性強、毒性大、核素半衰期長并且發(fā)熱的特殊廢物，高放廢物的安全處置難度極大，目前普遍認可的處置方案是深地質(zhì)處置法。埋藏高放廢物的地下工程稱為地質(zhì)處置庫，處置庫一般采用“多重屏障體系”的概念模型進行設(shè)計。多重屏障體系中，緩沖回填材料是阻隔放射性核素向地下水環(huán)境遷移的最主要包封設(shè)施。
　　 關(guān)于緩沖回填材料的選擇，我國已開展了二十多年的相關(guān)研究工作。研究發(fā)現(xiàn)，高廟子膨潤土是理想的緩沖回填材料，這是因為其優(yōu)越的吸附性能

2、、膨脹性能、膨脹自愈性能以及極低的滲透性。為了進一步提高膨潤土緩沖回填材料的熱傳導(dǎo)性能和可施工性，向膨潤土中添加一定比例的石英砂形成膨潤土-砂混合型緩沖回填材料，可以在不顯著降低膨潤土優(yōu)越性能的前提下明顯提高其熱傳導(dǎo)性能和可施工性。在國內(nèi)，開發(fā)膨潤土-砂混合型緩沖回填材料，是蘭州大學(xué)的創(chuàng)新研究方向，也是世界高放廢物地質(zhì)處置領(lǐng)域的主流方向。
　　 混合型緩沖回填材料研究的根本目標(biāo)，是確定最優(yōu)摻砂率，使膨潤土-砂混合物的的化學(xué)吸附性

3、能、力學(xué)性能、防滲性能、膨脹自愈性能等盡最大可能地同時得到滿足。本研究的具體目標(biāo)是從抗剪強度角度出發(fā)，研究膨潤土-砂混合物的抗剪強度與摻砂率的關(guān)系，為摻砂率優(yōu)化奠定力學(xué)基礎(chǔ)。
　　 本文選用內(nèi)蒙古高廟子膨潤土(GMZ001膨潤土)為主料，按照重量0％-50％的比率添加石英砂，壓實成干密度和含水率相同的平行試樣，進行固結(jié)快剪試驗。試驗結(jié)果表明，在0％-50％的摻砂率范圍內(nèi)，隨著摻砂率的增大，壓實膨潤土-砂混合物試樣剪切應(yīng)變特性由應(yīng)