砂—膨润土混合物渗透性影响因素研究

【摘要】：缓冲材料是高放废物深地质处置库中屏障系统的重要组成部分,膨润土因具有渗透性低、阳离子交换能力高等优点被认为最适合的缓冲材料,但工程实践发现随着水化过程的进行,纯高压实膨润土强度不断降低,并最终影响到工程屏障系统功能的发挥。针对这一问题,在膨润土中加入一定比例的石英砂可以有效地提高工程屏障的热传导特性、压实性、力学强度和长期稳定性,降低工程造价。对砂-膨润土混合物而言,其屏障功能的一个重要评价指标是渗透系数。通过对当前国内外已有研究成果进行总结分析,得到了影响砂-膨润土混合物渗透性的主要因素,包括膨润土含量、粒径分布、含水量和干密度、压实方法以及膨润土类型等。结果表明,砂土混合物渗透性主要受膨润土的渗透性控制,渗透系数随着膨润土含量和干密度的增加而减小,当膨润土含量超过某一界限值后,继续增加膨润土含量对降低渗透系数的作用有限;细颗粒和级配良好的混合物渗透系数小,当土体内部发生渗透侵蚀将增大渗透系数:最优含水量条件下压实得到的渗透系数最低,高于最优含水量压实得到的渗透系数比低于最优含水量压实得到的渗透系数要小。此外,还讨论了压实方法、压实能量等因素对砂-膨润土混合物渗透系数的影响。