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高放射性废物中含有半衰期长、生物毒性大的多种核素，具有比活度高，衰变热多的特点，严重威胁到人类的健康，故其安全处置是关键。国际上公认的处置方式是深地质处置。作为高放废物处置库的最后一道人工屏障，缓冲材料性能的优劣将直接影响整个处置库的长期稳定性和安全性，因此，对缓冲材料性能的研究很有必要，尤其是其膨胀特性。
本文基于课题组自主研制的多功能膨胀-渗透联合测试系统，在恒定温度（30℃）和注水压力（20KPa）的条件下研究了水介质（超纯水、模拟北山地下水、高盐溶液）及干密度（1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3、2.0g/cm3）对膨润土-砂混合缓冲材料膨胀力的影响，并对单因素及多因素下的膨胀力进行了预测，结果表明：干密度越大膨胀力越大，且膨胀力随溶液盐浓度的升高而降低；弱酸和弱碱都能削弱膨胀力，弱酸的削弱作用强于弱碱；实验所用混合材料的适宜干密度为1.9g/cm3；利用Logistic模型能够得到与实际相符合的不同条件下的膨胀力-时间拟合曲线，对任一时间的膨胀力进行预测，干密度大的拟合效果越好；利用Allometric1模型能够得到合理的不同水介质溶液下的膨胀力-干密度预测公式，拟合效果高盐溶液大于模拟地下水大于超纯水；得到了与实验结果相符合的膨胀力-干密度-pH三维膨胀力预测公式，通过公式可得到干密度与pH共同作用下的膨胀力。此外，还采用压汞法对实验前后试样的微观孔隙分布特征进行了研究，发现：干密度对孔隙分布的影响很大，随干密度的增大，孔隙总体积减小，孔隙分布往小孔方向移动，干密度越大孔隙分布越均匀；膨胀后的试样小孔隙减少、中孔隙明显增加，且孔隙分布的变化随干密度的增加而减少，对孔隙分布的影响基本有高盐溶液大于模拟地下水大于超纯水，说明膨胀前后孔隙分布变化越大的试样膨胀过程中产生的膨胀力越小。
本文基于课题组自主研制的多功能膨胀-渗透联合测试系统，在恒定温度（30℃）和注水压力（20KPa）的条件下研究了水介质（超纯水、模拟北山地下水、高盐溶液）及干密度（1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3、2.0g/cm3）对膨润土-砂混合缓冲材料膨胀力的影响，并对单因素及多因素下的膨胀力进行了预测，结果表明：干密度越大膨胀力越大，且膨胀力随溶液盐浓度的升高而降低；弱酸和弱碱都能削弱膨胀力，弱酸的削弱作用强于弱碱；实验所用混合材料的适宜干密度为1.9g/cm3；利用Logistic模型能够得到与实际相符合的不同条件下的膨胀力-时间拟合曲线，对任一时间的膨胀力进行预测，干密度大的拟合效果越好；利用Allometric1模型能够得到合理的不同水介质溶液下的膨胀力-干密度预测公式，拟合效果高盐溶液大于模拟地下水大于超纯水；得到了与实验结果相符合的膨胀力-干密度-pH三维膨胀力预测公式，通过公式可得到干密度与pH共同作用下的膨胀力。此外，还采用压汞法对实验前后试样的微观孔隙分布特征进行了研究，发现：干密度对孔隙分布的影响很大，随干密度的增大，孔隙总体积减小，孔隙分布往小孔方向移动，干密度越大孔隙分布越均匀；膨胀后的试样小孔隙减少、中孔隙明显增加，且孔隙分布的变化随干密度的增加而减少，对孔隙分布的影响基本有高盐溶液大于模拟地下水大于超纯水，说明膨胀前后孔隙分布变化越大的试样膨胀过程中产生的膨胀力越小。