密實(shí)砂一膨潤土混合物膨脹特性的試驗(yàn)研究

　　密實(shí)砂一膨潤土混合物作為高放廢料地質(zhì)處置的緩沖材料，人們?cè)絹碓疥P(guān)心它的性質(zhì)。通過大量的試驗(yàn)，研究了密實(shí)砂一膨潤土曲膨脹特性，闡明了其膨脹過程和方孟，得出了一些有意義的結(jié)論。

　　目前世界上許多國家正在計(jì)劃將高水平放射性廢料作地質(zhì)處置。高放廢料的地質(zhì)處置的概念是：選擇巖體完整性較好地層，在距地面500～1000m深的巖層中建造地下核廢料存貯庫，將封裝有高放廢料的金屬罐放置在存貯庫中，然后在金屬罐和圍巖之間填充密實(shí)的砂．膨潤土混合物作緩沖材料。緩沖材料的作用是：(1)作為金屬罐的保護(hù)層，延長金屬罐的壽命，這要求緩沖材料具有非常低的滲透系數(shù)；(2)減慢地下水在貯存庫區(qū)域內(nèi)的滲透速度，在貯存罐被腐蝕穿孔后，延緩放射性核素隨地下水的滲流而擴(kuò)散；(3)吸附放射性核素，這要求緩沖材料有較強(qiáng)的離子交換能力以及適當(dāng)?shù)某跏嘉疥栯x子；(4)散熱作用，將放射性核素衰變的熱量傳導(dǎo)到圍巖中去；(5)當(dāng)圍巖出現(xiàn)裂隙時(shí)，吸水膨脹，封堵裂隙，這就要求緩沖材料有良好的膨脹性。

　　由于密實(shí)砂一膨潤土混合物的低滲透性、較強(qiáng)的離子吸咐能力和陽離子交換能力及高膨脹性，在加拿大、日本、瑞典等國家都有將其作為緩沖材料的報(bào)導(dǎo)。我國近兩年也開始研究其性質(zhì)，為設(shè)計(jì)高放廢料貯存庫作基礎(chǔ)性的工作。由于在核廢料貯存期問，貯存庫的圍巖有可能發(fā)生開裂，因而緩沖材料必需具有膨脹性，然而對(duì)于作為緩沖材料的密實(shí)砂．膨脹土混合物的膨脹特性的研究還很少，本文通過一維有荷膨脹率試驗(yàn)和膨脹力試驗(yàn)對(duì)密實(shí)膨潤土的膨脹性能進(jìn)行了初步的研究。

　　密實(shí)砂-膨潤土混合物的膨脹率和膨脹力發(fā)展曲線；膨脹土的膨脹是由親水礦物的水化引起的，膨脹率和膨脹力與含水量無關(guān)；引入蒙脫石的膨脹率概念后，建立了一維有荷膨脹軸向力和蒙脫石膨脹率的函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表明當(dāng)緩沖材料出現(xiàn)應(yīng)力自由面時(shí)會(huì)發(fā)生巨大的膨脹。