密實砂一膨潤土混合物膨脹特性的試驗研究

　　密實砂一膨潤土混合物作為高放廢料地質處置的緩沖材料，人們越來越關心它的性質。通過大量的試驗，研究了密實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論。

　　目前世界上許多國家正在計劃將高水平放射性廢料作地質處置。高放廢料的地質處置的概念是：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散；(3)吸附放射性核素，這要求緩沖材料有較強的離子交換能力以及適當?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到圍巖中去；(5)當圍巖出現(xiàn)裂隙時，吸水膨脹，封堵裂隙，這就要求緩沖材料有良好的膨脹性。

　　由于密實砂一膨潤土混合物的低滲透性、較強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導。我國近兩年也開始研究其性質，為設計高放廢料貯存庫作基礎性的工作。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，然而對于作為緩沖材料的密實砂．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和膨脹力試驗對密實膨潤土的膨脹性能進行了初步的研究。

　　密實砂-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；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)關系，函數(shù)表明當緩沖材料出現(xiàn)應力自由面時會發(fā)生巨大的膨脹。