裂隙充填膨润土湿胀变形防渗规律实验研究

为解决裂隙岩体防渗问题,联合采用高压固结仪和三轴渗透仪,进行不同含水率等条件下膨润土的膨胀和渗透实验,对膨润土的有荷膨胀特性和渗透特性进行分析研究,结果表明：膨润土的膨胀率随含水率变化符合逻辑斯蒂曲线关系,膨润土的吸湿膨胀表现为短程膨胀和长程膨胀两个阶段,短程阶段的膨胀变形幅度比长程阶段明显;当含水率相同时,初始干密度越大,膨胀变形量越大,膨胀力与干密度呈正指数关系;当初始干密度相同时,膨胀率随荷载增大而降低,且含水率越高降低幅度越大;膨润土的渗透率与含水率成负指数关系,且在较低含水率情况下渗透率随含水率的增大急剧下降至零,膨润土是裂隙岩体防渗的理想材料。     

高庙子钠基膨润土的膨胀性能研究

膨胀性能是高放废物处置库缓冲材料的关键参数之一,缓冲材料的膨胀性能与处置库功能的稳定性密切相关,准确地预测评价膨润土膨胀性能具有重要意义。为了研究缓冲材料膨胀性能与干密度、有效蒙脱石含量的关系,本文采用恒体积膨胀法研究了高放废物处置基本材料GMZ07和GMZ24-200膨润土的膨胀力,并利用膨胀仪研究了GMZ24-20膨润土的膨胀率。试验表明,膨胀力随时间增长而增大,膨胀力随着干密度的增大而增大,且干密度越大,试样初始膨胀速率越大,表现为膨胀力时程曲线初始曲线越陡。GMZ07膨润土膨胀力曲线在低密度时具有"双峰"结构,高密度时则不明显;GMZ24-200膨润土膨胀力曲线未见"双峰"。GMZ07膨润土的蒙脱石含量高于GMZ24-200膨润土,导致GMZ07膨润土的膨胀力大于GMZ24-200膨润土的膨胀力。对两种膨润土最大膨胀力与干密度进行了拟合,最大膨胀力与干密度呈指数关系,利用公式表示最大膨胀力与有效蒙脱石含量之间的关系。可以看出,GMZ24-200膨润土膨胀量随时间增大而增大,最大膨胀率与干密度呈线性关系。     

以膨润土为基材的集成缓冲材料对铀的阻滞特性研究

缓冲材料作为高放废物处置库中多重屏障体系的最后一道人工屏障,其对放射性核素的阻滞性能将直接影响到处置库的长期稳定性和安全性。对新疆膨润土、新疆沸石、安徽明光凹凸棒石和四川江油黄铁矿4种单一矿物材料对铀的吸附性能进行对比研究,结果表明,由于新疆膨润土具有低渗透性、良好的膨胀自愈性及吸附性,将其作为集成缓冲材料的基材矿物合理。在此基础上开展了以新疆膨润土为基材、以沸石、凹凸棒石和黄铁矿作为可选择的添加矿物来构建B-Z、B-Z-P、B-A及B-A-P 4种类型集成缓冲材料,对4种类型集成缓冲材料的吸附性能进行对比分析,结果表明:B-A-P型集成缓冲材料对放射性核素铀的吸附性能优于其他3种类型集成缓冲材料,并且铀在B7AP型集成缓冲材料中表观扩散系数Da为4.07×10-12 m2/s,均比其他配方的集成缓冲材料表观扩散系数小。因此,B7AP型集成缓冲材料更适宜作为处置放射性核素铀的人工屏障材料,该研究成果可为高放废物处置库中的人工屏障材料设计提供参考。     

不同高庙子钠基膨润土膨胀性能研究

本文为研究GMZ07和GMZ24-200两种膨润土的膨胀性能，将膨润土浸泡在去离子水中进行膨胀力试验，并对GMZ24-200进行了膨胀量试验。结果表明，膨胀力随时间增长而增大，膨胀力随着干密度的增大而增大，且干密度越大，试样初始膨胀速率越大，表现为膨胀力时程曲线初始曲线越陡。GMZ07膨润土膨胀力曲线在低密度时具有“双峰”结构，高密度时则没有，GMZ24-200膨润土膨胀力曲线则没有“双峰”。GMZ07膨润土远比GMZ24-200膨润土蒙脱石含量高，导致GMZ07膨润土在去离子水中的膨胀力大于GMZ24-200膨润土的膨胀力。对两种膨润土最大膨胀力与干密度进行了拟合，利用公式表示有效蒙脱石含量与最大膨胀力之间的关系。GMZ24-200膨润土膨胀量随时间增大而增大，干密度与最大膨胀率之间具有良好的线性关系。     

高压实膨润土-砂混合物膨胀性能实验研究

采用自主研制的岩土三向膨胀仪实验装置,探讨了不同干密度(1.6g/cm~3、1.7g/cm~3、1.8g/cm~3、1.9g/cm~3)和掺砂率(0%、10%、20%、30%)条件下,高压实膨润土-砂混合物试样吸水过程中的膨胀特性。结果表明,在30℃下,膨胀应力的发展经历了快速膨胀阶段、减速膨胀阶段和缓慢膨胀阶段,快速膨胀阶段主要处于350min之前,达到了极限膨胀力的80%,膨胀力发展稳定在1 200min内。混合物膨胀应力存在各向异性,竖向膨胀力大于水平向膨胀力,水平向膨胀力与竖向膨胀力的比值约为0.9。混合物的三向膨胀力与掺砂率和干密度均呈指数关系,随掺砂率增加而减小,随干密度增加而增加。掺砂率从0%增加到30%,竖向膨胀力从4.62MPa降低到1.23MPa,干密度从1.6g/cm~3增加到1.9g/cm~3时,竖向膨胀力由0.8MPa增大到3.1MPa。实验结果对高庙子膨润土膨胀性能的正确判定具有重要意义。     

集成回填材料的压实性能研究

核工业的生产会产生大量的核废物,如何安全处置这些核废物尤其是高放废物(HLW)日益成为摆在人类面前的严峻问题。本文通过轻型、重型压实实验得出击实功是影响压实性能的一个重要因素;添加一定量沸石或凹凸棒石可以得到较大的最大干密度和较小的最优含水率。在沸石或凹凸棒石添加为0～20%时混合材料的干密度增加不大,压实曲线相对平缓;随着沸石或凹凸棒石增加到20%～50%时,压实干密度急剧增大,但考虑到增加沸石或凹凸棒石超过50%时所需的压实功较大,因此沸石或凹凸棒石的含量在20%～30%较容易压实。     

重庆地区不同地质年代泥岩膨胀特性试验研究

为了研究泥岩的膨胀特性,采用膨胀仪测试了多组重庆地区不同地质年代泥岩的自由膨胀率、膨胀力和膨胀应变。研究结果表明,泥岩的膨胀率主要受其地质年代、矿物组成、以及含水率的影响。另外,红色泥岩在不同层理方向具有不同的膨胀性能,垂直于层理面方向的膨胀率大于平行于层理面方向的膨胀率。在体积保持不变的情况下,不同年代泥岩的膨胀压力和膨胀应变呈线性关系。研究成果对于重庆地区工程建设中不同地质年代泥岩的膨胀性具有一定的参考价值。     

集成回填材料的压缩性能研究

缓冲材料是高放废物深地质处置多重屏障系统中非常重要的一道人工屏障,通过研究一定配比的集成回填材料在不同含水量条件下的压实成型性、不同压实干密度和不同含水量压实样品的无侧限压缩性能,认为:含水量为15%的集成回填材料压实成型性最好,含水量为20%次之,压实干密度越大,无侧限抗压强度越大;在无侧限压缩实验时,含水量为20%的高密度压实回填材料样品比含水量为10%和15%的样品的抗压强度小,变形大。     

内蒙古高庙子膨润土热学性能研究

膨润土的热学性能是评价膨润土作为高放废物深地质处置库缓冲／回填材料的重要参数。高庙子膨润土矿床初步确定为中国缓冲／回填材料的供应基地，本研究通过实验，获得了高庙子膨润土的导热系数。结果表明，在相同的压实密度条件下，随着膨润土含水率的增加，导热系数也增加。     

几种非金属矿物材料对污水处理的研究现状

一些非金属矿物特别是粘土矿物材料具有较好的吸附性和离子交换性能，在污水处理中有着广泛的应用前景。本文在介绍了膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、硅藻土和沸石等矿物材料的基本性质的基础上，对其在废水处理中的应用研究现状进行了综述，并对其后的发展进行了讨论。