高庙子膨润土水化膨胀特性及其微观机理研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665/2016/24(3)-0451-08DOI：10.13544/j.cnki.jeg.2016.03.015高庙子膨润土水化膨胀特性及其微观机理研究刘毅(中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州51〇230)摘要膨润土具有遇水膨胀的特性,是高放核废料深地质处置库理想的缓冲回填材料。膨胀特性是其作为缓冲材料最重要的性能之一，同时受多方面因素的影响。本文以我国首选缓冲材料——高庙子膨润土为研究对象，以含水率和干密度为控制变量，以恒体积法为试验方法，研究了高

2、压实高庙子膨润土的水化膨胀特性，采用压汞试验法（MIP)对膨润土微观结构进行了研究,并以此对水化膨胀特性进行了解释。膨胀力试验结果表明，高庙子膨润土的膨胀力发展形式和最大膨胀力均受试样含水率和干密度影响，干密度较小时,水化曲线呈明显的双峰结构，干密度较大时,水化曲线形态与含水率相关，随着含水率增大,双峰结构逐渐消失。MIP试验结果表明，高庙子膨润土的孔径分布同样受含水率和干密度影响，随着含水率和干密度降低，集合体间大孔隙体积增多。膨润土的水化膨胀曲线受集合体间大孔隙影响显著。大孔隙较多时，膨润土集合体能迅速膨胀形成临时结构，当膨胀力

3、超过临时结构的极限荷载时发生坍塌，膨胀力回落，内部结构重组后继续水化达到最大膨胀力，因此其水化膨胀曲线呈明显的双峰结构。随着大孔隙量减少,水化膨胀曲线由双峰结构演变成一条平滑曲线。关键词高庙子膨润土膨胀力压汞仪法（MIP)微观结构中图分类号:TU44文献标识码:AINVESTIGATIONONTHESWELLINGPROPERTIESANDMICROSTRUCTUREMECHANISMOFCOMPACTEDGAOMIAOZIBENTONITELIUYi{TheFourthHarbourEngineeringInvestigatioo

4、angDesignInstituteeftheMinistryofTransport,Guangzhoo510230)AbstractBentonitehasthepropertyofswellingwhenmeetingwater.Itisadesirablebuffer/backfillmaterialinthedeepgeologicaldisposalforhigh-levelradioactivewaste.Theexpansibilityisoneofthemostimportantpropertiesforbenton

5、iteasthebuffer/backfillmateral,andisinfluencedbyanumberoffactors.Forstudytheexpansibilityofbentonite,Gaomiaozi(GMZ)bentonitewastakenastheresearchobject.Gaomiaozi(GMZ)bentonitehadbeenproposedasthefirstchoiceofbuffer/backfillmateralforthehigh-levelradioactivewastedisposa

6、linChina.Itsexpansibilitywasstudiedbytheconstantvolumeswellingtestmethodwhichisoneofthemethodsformeasuringtheswellingpressureofbentonite.Inthesetests,watercontentanddrydensitywereasthecontrolvarable.Twotypesofdrydensityandthreetypesofwatercontentwereadoptedinthetests.R

7、esultsoftheswellingtestsshowthattheshapeofswellingcurvesandthemaximumswellingpressuredependonthewatercontentanddry^densityofthebentonitesamples.Thereareconspicuousdouble-peakshapesoftheswellingcurveforthesampleswithlowdrydensity.Whenthedrydensityishigh,theswellingcurve

8、shavedifferentshapeswithdifferentwatercontents.Thecurve’sshapeschangefromdouble-peaktosmoothcurvewiththewatercontent*