混合型緩沖回填材料壓實(shí)性能研究.pdf

1、高放廢物含有放射性強(qiáng)、發(fā)熱量大、毒性大、半衰期長(zhǎng)的核素，需要與人類生存環(huán)境長(zhǎng)期、可靠地隔離。深地質(zhì)處置是目前可行性最好的處置方案。高放廢物深地質(zhì)處置的工程屏障體系中，緩沖回填材料是阻截放射性核素向地下水環(huán)境遷移的最主要包封設(shè)施。膨潤(rùn)土因具有極低的滲透性和極高的吸附性，是理想的緩沖回填材料。但使用純膨潤(rùn)土作為緩沖回填材料，存在兩個(gè)難以克服的弊端。一是膨潤(rùn)土的熱傳導(dǎo)性能低，不利于放射性廢物輻射熱量散發(fā)到周圍的洞室圍巖中去，可能導(dǎo)致緩沖層溫度

2、升高超過100℃，液態(tài)水氣化后產(chǎn)生過大的水汽壓力；二是純膨潤(rùn)土塑性過高，加水制樣過程中“團(tuán)粒化”傾向及不均勻濕化現(xiàn)象極其明顯，可調(diào)理性差，難以壓實(shí)到預(yù)定的最大干密度。 目前，開發(fā)膨潤(rùn)土-砂混合物作為緩沖回填材料，是世界高放廢物地質(zhì)處置領(lǐng)域的主流方向。膨潤(rùn)土中添加一定量的石英砂，既能滿足力學(xué)強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)性能和防滲阻隔能力，又能優(yōu)化回填設(shè)計(jì)與施工性能。1985年以來(lái)，我國(guó)高放廢物處置領(lǐng)域關(guān)于緩沖回填材料的研究，主要圍繞膨潤(rùn)土主料的篩

3、選，初步認(rèn)為，內(nèi)蒙古高廟子膨潤(rùn)土是我國(guó)高放廢物緩沖回填材料的適宜材料。高放廢物地質(zhì)處置設(shè)施中緩沖回填材料施工，目前的預(yù)想方案有兩類：現(xiàn)場(chǎng)原位壓實(shí)法、預(yù)制塊現(xiàn)場(chǎng)砌筑法。因此，本文試驗(yàn)研究了內(nèi)蒙古高廟子鈉基膨潤(rùn)土添加不同含量石英砂之后的動(dòng)力擊實(shí)和靜力壓實(shí)性能，分析了較低、較高摻砂率和壓實(shí)能影響壓實(shí)效果的可能機(jī)理，以及最大干密度與最優(yōu)含水率相關(guān)關(guān)系。 研究數(shù)據(jù)表明，不同摻砂率的膨潤(rùn)土-砂混合物，最大干密度與最優(yōu)含水率存在統(tǒng)一的冪函數(shù)關(guān)