高放废物地质处置中膨润土/添加剂混合材料水—力耦合特性研究

发布时间：2021-11-25 22:57

　　在高放核废物处置库中,膨润土/添加剂混合物是一种可选的缓冲回填材料。从时间角度来看,缓冲回填材料将先后经历压缩—膨胀—再压缩—回弹等一系列体变过程;对空间位置而言,位于处置库不同位置的缓冲回填材料所处的边界条件不同;从材料范畴分析,缓冲回填材料也有石英砂、石墨、花岗岩粉末等多种添加剂可供选用。因此,掌握多个过程、多类材料和多种边界条件下膨润土/添加剂混合物的水-力耦合特性对处置库的安全评价和缓冲回填材料的性能优化具有重要意义。本文具体工作内容与主要结论如下:（1）针对不同石英砂掺量（0、10%、20%、30%、40%、50%）的钙基膨润土/石英砂混合物开展了单轴侧限压缩、有荷膨胀及饱和再压缩试验,获得了混合物在不同试验过程中的水-力耦合特性。结果表明:混合物的压缩特性受砂掺量、饱和状态、密实度等因素的影响非常明显。在非饱和及密实度较低（ρd<1.7g/cm3）的条件下,压缩指数随砂掺量的增加近似线性减小,而在饱和及密实度较高（ρd>1.7g/cm3）时,压缩指数与砂掺量无明显关系,其值远小于非饱和及低密实度状态。混合物的膨胀过程具有阶段性特征,膨胀指标随砂掺量的增加而减小,... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 缓冲回填材料的选取
        1.2.2 膨润土及其混合物的渗透特性
        1.2.3 膨润土及其混合物的热学性能
        1.2.4 膨润土及其混合物的力学特性
        1.2.5 多场耦合及长期性能
    1.3 现有研究的不足和问题
    1.4 本文研究内容
    1.5 技术路线
第二章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验仪器
        2.2.1 试验模具
        2.2.2 高压固结仪
        2.2.3 柔性边界膨胀仪
        2.2.4 多边界条件膨胀仪的设计开发
    2.3 试样制备
    2.4 试验方法
第三章 钙基膨润土/石英砂混合物的水-力特性
    3.1 引言
    3.2 试验结果与分析
        3.2.1 压缩特性
        3.2.2 膨胀特性
        3.2.3 再压缩特性
    3.3 讨论
        3.3.1 石英砂掺量、饱和状态及密实度对压缩性影响
        3.3.2 膨胀率变化的阶段性与体积回落现象
        3.3.3 膨胀力影响因素及机理
    3.4 本章小结
第四章 钠基膨润土/添加剂混合物的水-力特性
    4.1 引言
    4.2 试验结果与分析
        4.2.1 初始压缩过程
        4.2.2 有荷膨胀过程
        4.2.3 再压缩过程
        4.2.4 回弹过程
    4.3 讨论
        4.3.1 添加剂含量与类型对压缩性的影响
        4.3.2 添加剂含量与类型对膨胀性能的影响
        4.3.3 添加剂含量与类型对回弹特性的影响
        4.3.4 膨润土类型对混合物水-力特性的影响
    4.4 本章小结
第五章 多边界条件下膨润土的膨胀特性
    5.1 引言
    5.2 试验结果与分析
        5.2.1 膨胀平衡曲线的确定
        5.2.2 初始条件对膨胀平衡曲线的影响
        5.2.3 试验路径对膨胀平衡曲线的影响
    5.3 讨论
        5.3.1 边界条件对膨胀指标的影响机理
        5.3.2 膨胀试验中试验方法、边界条件的选择
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间学术活动及科研成果
    参与的科研项目及学术交流
    发表的论文及申请的发明专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]两种高庙子钠基膨润土膨胀特性比较研究[J]. 张龙,孙德安,刘月妙.  岩土力学. 2016(12)
[2]Design and validation of the THMC China-Mock-Up test on buffer material for HLW disposal[J]. Yuemiao Liu,Like Ma,Dan Ke,Shengfei Cao,Jingli Xie,Xingguang Zhao,Liang Chena,Panpan Zhang.  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2014(02)
[3]中国高放废物地质处置缓冲材料大型试验台架和热-水-力-化学耦合性能研究[J]. 刘月妙,王驹,曹胜飞,马利科,谢敬礼,赵星光,陈亮.  岩土力学. 2013(10)
[4]γ辐照-热顺序老化对改性钠基膨润土微观结构的影响[J]. 赵帅维,杨仲田,刘伟,李洪辉,安鸿翔,刘建琴,万蕾.  辐射研究与辐射工艺学报. 2013(04)
[5]高庙子膨润土微观结构时效性试验研究[J]. 叶为民,赖小玲,刘毅,陈永贵,王琼.  岩土工程学报. 2013(12)
[6]高效废物处置库的混合型缓冲回填材料压缩特性研究[J]. 张虎元,贾灵艳,周浪.  岩土力学. 2013(06)
[7]高庙子膨润土和砂混合物膨胀变形特性及其预测[J]. 孙德安,邵莉娜.  上海大学学报(自然科学版). 2013(02)
[8]高庙子膨润土-砂混合料的三向膨胀力特性[J]. 孙发鑫,陈正汉,秦冰,方祥位,边诚,刘月妙,王驹.  岩石力学与工程学报. 2013(01)
[9]高吸力下持水曲线的温度效应及其吸附热力学模型[J]. 秦冰,陈正汉,孙发鑫,方祥位,刘月妙,王驹.  岩土工程学报. 2012(10)
[10]Numerical thermo-hydro-mechanical modeling of compacted bentonite in China-mock-up test for deep geological disposal[J]. Federic Collin.  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2012(02)



本文编号：3518947