水力耦合作用下GMZ膨润土气体渗透性演化规律研究

发布时间：2024-06-07 21:45

　　核能的利用对于缓解我国能源压力,减少环境污染具有重要意义,但核能的使用会产生放射性废料,其合理安全处置是目前亟待解决的关键问题。目前广泛接受的是深部地质处置,我国已基本确定使用内蒙古GMZ膨润土作为处置库工程屏障,随着时间的推移,处置库内产生气体,伴随地下水、围岩的作用,水力耦合作用下GMZ膨润土的气密性是高放废物深部地质处置封存后期的关键科学问题之一。本文通过持水试验对高压实GMZ膨润土水力耦合特性进行研究,并对平衡后的试样进行气体渗透性试验,进一步通过理论分析建立气-液-固三相耦合控制方程,将数值模拟与试验结果进行对比,为探究气体在高压实膨润土的运移规律,评价高放废物深地质处置库的气密性提供参考。具体研究内容如下:(1)开展了高压实GMZ膨润土试样持水特性试验。测定了膨润土的土水特征曲线,发现自由膨胀条件下试样的含水量受吸力的变化影响明显,在不同的湿度环境下,试样的质量和体积会有较大幅度的变化,在相对湿度98%的环境下相对质量和体积变化幅度分别达到7.16%和16.51%。(2)开展了高压实GMZ膨润土气体渗透性试验。测定了持水试验结束后的试样在不同围压下的气体渗透性,发现渗透特性...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2北山坑探设施

硕士学位论文考虑现实可行性及经济因素，目前国际社会上普遍接受的可行性方案是深部地质处置，即将高放废物经过固化处理、罐装后，深埋于地下500-1000米深的稳定地层中。目前深部地质处置库一般采用多屏障系统的设计思路，包括天然屏障，即围岩地质屏障，基于膨润土的工程屏障以及废物....

图1-3以中国高放废物处置库为背景的中国Mock-up试验

积聚的气体将会通过缓冲材料向外界迁移，同影响整个处置库的稳定性和安全性。由此带来以境下，在应力-水力耦合作用下缓冲/回填材料的气料中的迁移机理是怎样？如何判断缓冲/回填材料中产生的这些问题对于整个处置库的密闭性能和升高不仅会影响膨润土的水化过程进而影响其的迁移将会促进核素随着地下....

图2-1膨润土粉末Figure2-1Bentonitepowder

图2-1膨润土粉末Figure2-1Bentonitepowder图2-2烘干装置Figure2-2Dryingdevice

图2-2烘干装置

2GMZ膨润土的水力耦合特性wsmwm；wm为土体内水的质量，g。得出所需膨润土粉末的总质量m为11swsdmmmmwVw只要知道压制试样的最终体积，就可以计算制的试样为高度h=10mm，直径d=50m....

本文编号：3991044