高放廢物深地質(zhì)處置基于一套獨特的多重屏障體系,這套多重屏障體系由工程屏障(廢物罐和緩沖回填材料)和天然屏障(圍巖)所組成。緩沖材料是介于廢物處置罐和天然圍巖之間的一道工程屏障,起到緩沖圍巖壓力、阻隔地下滲流和傳導(dǎo)輻射熱等重要作用。壓實膨潤土具有低滲透性和膨脹自愈性等優(yōu)點,成為國際上首選的緩沖材料。通過添加適量的石英砂,在保證純膨潤土優(yōu)良性能的同時還能提高緩沖材料的導(dǎo)熱性。緩沖材料主要以壓實砌塊拼砌的方法進行施工。在高放廢物地下處置庫運行過程中,以砌塊形式堆砌而成的緩沖材料,會受到較大的豎向荷載作用,產(chǎn)生壓縮變形甚至發(fā)生破壞,這將嚴(yán)重影響緩沖材料的工程屏障作用。為了系統(tǒng)地表征緩沖材料的力學(xué)性能,保證處置庫在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性,需要對緩沖材料的抗壓強度進行深入研究。制備了不同壓實干密度、含水率和摻砂率的高壓實膨潤土-砂混合物小試樣和大尺寸壓實緩沖砌塊。通過試驗測定不同小試樣的抗壓強度,分析試樣的變形破壞和抗壓強度隨壓實干密度、摻砂率和含水率的變化規(guī)律。結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)試驗和已有研究成果,來分析壓實干密度、摻砂率和含水率對膨潤土-砂混合物的強度影響機制。對緩沖砌塊進行分割取樣,測定砌塊不同部位的抗壓強度和壓實干密度,探究砌塊抗壓強度和壓實干密度的空間分布規(guī)律,分析砌塊的均勻性質(zhì)。小試樣抗壓試驗的結(jié)果表明:在試驗所控制的壓實干密度、摻砂率和含水率范圍內(nèi),所有壓實膨潤土-砂混合物試樣的破壞在形態(tài)上均表現(xiàn)為沿壓縮方向的劈裂,試樣的破壞形式為拉張破壞;應(yīng)力應(yīng)變曲線均為應(yīng)變軟化型,存在明顯的應(yīng)力降;隨著壓實干密度的增大、含水率的減小和摻砂率的減小,試樣的抗壓強度在增大;當(dāng)壓實干密度大于1.8g/cm~3,摻砂率小于30%,含水率小于12%時,壓實膨潤土-砂混合物的抗壓強度大于3.30MPa。強度影響機制的分析結(jié)果表明:在微觀上,試樣的抗壓強度受顆粒孔徑分布以及材料粘聚力的影響,二者分別受壓實干密度以及含水率控制,隨著壓實干密度的增大,顆粒間大孔隙減少,材料更加密實,抗壓強度增大;隨著含水率的增大,粘聚力逐漸降低,抗壓強度隨之下降�；谟行д惩撩芏群陀行Ш实母拍�,分析了摻砂率對試樣抗壓強度的影響,并提出粘土-水有效密度?_(bw)的概念。膨潤土-砂混合物的抗壓強度能以粘土-水有效密度?_(bw)作為單一變量來表示,試樣抗壓強度表達式是以?_(bw)為底的冪函數(shù)。大砌塊抗壓試驗的結(jié)果表明:膨潤土-砂混合物壓實砌塊不同部位的抗壓強度值存在差異,但總體上接近小試樣的抗壓強度,砌塊整體的均勻性較好;在高度(Z)方向上,砌塊的抗壓強度與壓實干密度有很好的對應(yīng)關(guān)系,壓實干密度大的部位,抗壓強度也大;由于膨脹回彈,在高度(Z)方向上,砌塊上部(Z_1)的抗壓強度值總體小于砌塊下部(Z_2)的抗壓強度值,壓實干密度也有著同樣的變化規(guī)律。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TL942
【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)圖

圖 2-2 瑞士高放廢物處置庫概念設(shè)計圖[10]3）加拿大978 年，加拿大政府和安大略地方政府聯(lián)合設(shè)立了加拿大核燃料廢著安全和永久管理核燃料廢料的方向邁出了重要一步。由加拿大原

圖 2-3 加拿大高放廢物處置庫概念設(shè)計圖[13]（4）法國1994 年，法國當(dāng)局授權(quán)國家放射性廢物管理局（ANDRA）在 Gard、Vien Meuse/Haute-Marne 這三個地方開展高放廢物處置庫的選址調(diào)查。1998 年，
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本文編號：2842055