化学作用下压实膨润土膨胀力响应机制研究进展

摘要：

高放废物深地质处置库建成后,围岩地下水入渗,化学成分随之进入膨润土工程屏障,影响压实膨润土膨胀性能的长期稳定发挥,危及处置库安全.全面回顾了化学作用下压实膨润土膨胀力响应机制研究,总结了化学溶液入渗条件下膨润土水化膨胀力演化特征、微观机理和预测模型等方面最新进展.压实膨润土水化膨胀过程受化学溶液(离子种类、浓度)和膨润土性质(可交换阳离子、压实干密度)耦合作用影响.化学作用下,浓度效应和阳离子交换反应会不同程度地影响蒙脱石晶层间膨胀、层叠体裂解和扩散双电层膨胀 3 种水化膨胀机制.相比于水化膨胀模型,考虑化学作用的弹塑性本构模型以渗透吸力量化浓度效应,以晶层刚度反应阳离子交换程度,具有更好的适用性和准确性.现阶段的机理和模型研究,均存在很多不足:针对膨润土晶体、层叠体、集合体的特殊结构,微观试验尚不能定量、直观地揭示晶层间膨胀机制与扩散双电层膨胀机制间的转变界限;膨胀力预测模型很难从水化膨胀机理出发,实现由微观到宏观的跨尺度计算,缺乏考虑处置库工程尺度上多场条件与膨润土化-水-力行为间的协同作用.因此,多尺度系统性试验、多场耦合作用理论和多因素协同演化动态模型仍需深入研究.

关键词：高放射性废物、深地质处置、膨润土、膨胀力、化学作用

所属期刊栏目：45

分类号：TU41(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;上海市教育委员会科研创新计划项目;中央高校基本科研业务费项目

在线出版日期：2023-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2042-2051