混合型緩沖回填材料性能模糊綜合評價.pdf

1、隨著化石能源的枯竭及其使用過程中產(chǎn)生的大量環(huán)境問題，核能在能源中所占的比重將逐漸增大。核電相比火力、水力、風(fēng)力發(fā)電等常規(guī)發(fā)電方式有巨大優(yōu)勢。核電站在運(yùn)營過程中，會產(chǎn)生少量的有輻射性的廢物，需要經(jīng)過安全處理。在目前技術(shù)條件下，世界上主流的高放廢物（HLW）處置方法是深地質(zhì)處置，即在地下500-1000m的穩(wěn)定巖層內(nèi)，將放射性廢物封存，與地表環(huán)境隔離開來。緩沖回填材料作為HLW深地質(zhì)處置庫中重要的工程屏障，其性能的好壞將會直接影響整個地下處

2、置庫的安全運(yùn)行。膨潤土因其良好的性質(zhì)被許多國家作為緩沖回填材料的備選材料。純膨潤土的防滲透性能和膨脹性能良好，但是導(dǎo)熱性能和可施工性能較差。為了彌補(bǔ)這些缺點，國內(nèi)外學(xué)者向膨潤土中添加輔助材料以改良其綜合性質(zhì)。在大量試驗和理論研究后發(fā)現(xiàn)，將石英砂加入膨潤土后，膨潤土-石英砂混合物的導(dǎo)熱性和可施工性等性質(zhì)較之純膨潤土有很大的提高，而滲透性、吸附性等卻只略微降低，滿足設(shè)計要求。
　　對混合型緩沖回填材料進(jìn)行配比研究的目的，旨在確定混合物

3、工程屏障綜合性能達(dá)到最佳時的石英砂摻入量。蘭州大學(xué)已經(jīng)展開了大量關(guān)于GMZ膨潤土和砂混合物基本性質(zhì)的試驗研究，如滲透性質(zhì)，膨脹性質(zhì)，熱力學(xué)性質(zhì)，壓實性質(zhì)，力學(xué)性質(zhì)，吸附性質(zhì)等，得到了混合物相關(guān)參數(shù)與干密度和摻砂率的關(guān)系。本文以前人試驗研究成果為基礎(chǔ)，引入模糊數(shù)學(xué)相關(guān)理論，對摻砂率為0-50％和干密度1.20g/cm3至1.80g/cm3試樣進(jìn)行模糊綜合評判，建立了評價混合物綜合性質(zhì)的模型，通過計算分析得到了膨潤土-砂混合物綜合性能最佳對

4、應(yīng)的摻砂率和干密度。本文的結(jié)果與之前的結(jié)論相符合。
　　評判結(jié)果表明：當(dāng)干密度為1.82-1.833g/cm，摻砂率為29-30%時，混合物的整體性能達(dá)到最佳。向膨潤土中加入石英砂之后防滲性能減小，但是減小的幅度很小，仍可以達(dá)到緩沖屏障的防滲要求；力學(xué)性質(zhì)有所降低，穩(wěn)定性、膨脹性和熱力學(xué)性能提高。加入石英砂之后，混合物能壓實到更大的干密度，這樣因為加砂削弱的部分力學(xué)性能可以通過混合物干密度的提高得到彌補(bǔ)，即確保膨潤土-砂混合物優(yōu)良