中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会在北京召开

由中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会主办、核工业北京地质研究院承办、东华理工学院和中国科学院武汉岩土力学研究所协办的“废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会”于2006年7月12日在北京召开，来自国防科工委、国家环保总局、国家自然科学基金委员会等政府部门以及中国核工业建设集团公司有关院所、中国科学院所属研究所和大学共42个单位90余名代表参加了会议。大会主席、中国岩石力学与工程学会钱七虎院士致开幕词，潘自强院士、王思敬院士、李焯芬院士和国防科工委系统工程二司林森副司长在开幕式上讲话，对“废物地下处置专业委员会”的成立表示热烈祝贺，有关单位还发来了贺信。本次会议是以废物地下处置为中心主题，研讨废物地下处置的理论、实践探索、工程实例、新技术与新方法等。会议收到论文全文28篇，会上交流了18篇，涉及高放废物地质处置、中低放废物处置、有害废物处置等领域。     

高放废物地质处置北山预选区新场地段地质特征

 介绍我国高放废物地质处置北山预选区新场地段的地质特征以及我国选址工作的最新进展——岩块筛选。以美国TM卫星照片解译和野外地质勘查为主要手段，研究新场地段花岗岩类和断裂构造的时空分布特征。按岩石谱系单位的划分原则和方法，建立3个花岗岩类超单元和3个独立单元；识别出40条断裂，并对其规模、产状、力学性质和破碎程度等特征进行调查。以此为基础，先参照国外处置库选址经验，筛选出2个相对完整并具有一定规模的岩块，即新场岩块和芨芨槽岩块；然后以高精度卫星照片(美国Quick Bird)和地表工程揭露为手段，对所选岩块的边界断裂、内部断裂进行调查；对岩块地表837个露头的节理进行测量和统计分析(节理优势组、平均间距和平均迹长等)。研究结果表明，新场和芨芨槽岩块均比较完整，可作为处置库的候选岩块进入钻孔研究阶段。实践证明，岩块筛选可为岩块的钻孔研究提供更详细的基础地质资料，在处置库的选址过程中起到事半功倍的作用。     

高庙子膨润土的土水特征曲线

近年来，用于高放废物深地质处置工程屏障的高压密膨润土越来越受到关注。经过全国范围内的比较和筛选，内蒙古兴和县高庙子膨润土矿床被确定为我国高放废物处置库缓冲材料的首选矿床。采用渗析法和水汽平衡法来控制吸力技术，通过上水特征曲线测定试验、环境扫描电镜和乐汞试验，研究高庙子高压密膨润土在不同吸力下的持水特性及其微观结构特征。利用压汞试验结果推算膨润土在恒体积条件下的土水特征曲线，并与实测数据进行比较。研究结果表明：在不同吸力作用下，膨润土的持水特性与其微观结构之间有着密切关系。     

甘肃北山预选区岩体力学与渗流特性研究

通过现场管理调查、地应力及高压压水试验及室内岩石力学试验，研究了甘肃北山预选区岩体力学和渗流特征。研究结果表明：甘肃北山岩体节理以陡倾角的剪节理为主，节理倾向分布可用正态函数进行有效地拟合，而开度分布可用负指数函数进行拟合。甘肃北山岩均具有高密度，低含水量，低吸水率和低孔隙率的特性，岩石致富，但浅部岩石均匀性较高；英云闪长岩岩性不均匀，而300m以下似斑状二长花岗岩的岩石均匀较好，其单轴抗压强度和弹性模量较高，该区最大水平主应力为17.52MPa，而最小水平应力为11.12MPa，属中等应力区；岩体的渗透系数为10^-7-10^-5cm/s，属低渗透性岩体。为此，编制了渗透张量计量和节理三维模拟程序，可较好地反映岩体的渗透性质和节理的三维分布。     

高放废物地质处置中的地质、水文 地质、地球化学关键科学问题

 深地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物最终处置方案。该方案对处置库采用人工屏障和天然屏障的“多重屏障系统”概念设计。天然屏障是处置库长期安全至关重要的保证。如何选择可靠的天然屏障，主要靠地质、水文地质、地球化学等工作来完成。通过对国内外高放废物地质处置研究的回顾，阐述高放废物地质处置研究中与地质、水文地质、地球化学相关的关键科学问题，重点介绍预选场地地质、水文地质、地球化学研究的主要内容、主要方法和手段，讨论目前国际上关注的关键水文地质、地球化学问题，如水文地质、水文地球化学模拟、核素在天然介质中迁移、地下水–废物–岩石相互作用、岩体地球化学封闭性等。     

北山花岗岩在三轴压缩条件下的强度参数演化

采用MTS815岩石力学试验机对北山新场深部花岗岩进行三轴循环加、卸载试验,研究岩石强度参数的演化特征。基于Mohr-Coulomb相关理论推导与分析,探讨岩石发生屈服后的强度变化规律。在分析不同围压条件下岩石全应力–应变曲线的基础上,以塑性剪切应变为塑性参数,建立北山花岗岩黏聚力、内摩擦角和剪胀角随塑性参数变化的数学模型。研究结果表明:(1)在损伤应力点,岩石塑性剪切应变接近于0,损伤应力可作为北山花岗岩塑性参数的零点,其亦可作为岩石强度参数演化的起点。(2)在损伤应力点后,岩石黏聚力随塑性参数的增加呈指数函数形式衰减并最终趋近于0;内摩擦角随塑性参数的增加以对数正态函数的形式表现出先增加后减小的趋势,且岩石残余内摩擦角值与起始内摩擦角值接近。(3)损伤应力后的岩石剪胀行为与峰后剪胀行为相似,剪胀角随着塑性参数和围压的增加而不断减小,且对低围压条件更为敏感。(4)将建立的模型嵌入到数值模拟工具中,通过模拟岩石三轴压缩试验,可证实模型的准确合理性。     

北山预选区公婆泉形成的地质、水文地质条件分析

公婆泉是我国高放废物处置库场址北山预选区众多泉中少有的淡水泉,该泉水的成因问题与处置库场址选择具有一定的关系.通过前人资料的分析,结合水文地质调查工作,探讨了该泉的成因,认为该泉是一个受潜水补给的下降泉.泉水的补给来源是位于该泉西南部的驼马滩盆地古近系一新近系下覆基岩古风化壳地下水,其水质良好、水量丰富,流向北东,经公婆泉丘陵一带后,在沟谷侵蚀含水层处溢出,形成公婆泉.     

美国尤卡山高放废物处置库项目费用削减的原因分析

介绍了美国尤卡山高放废物处置库项目2009年和2010年费用遭到削减这一事件的来龙去脉,从政治、情感、技术、经济和资源再利用几个方面分析了尤卡山项目经费削减的原因,指出美国参议院多数党领袖里德的激烈反对以及政治考虑是导致费用削减的主要原因。同时介绍了一系列反对削减尤卡山项目经费的观点。     

压缩应力条件下花岗岩损伤演化特征及其对渗透性影响研究

基于岩石三轴压缩应力–应变全过程渗透特性试验,结合三维声发射监测信息,研究花岗岩在不同围压条件下力学损伤演化机制及其对岩石渗透特性影响规律。本研究对常规渗透试验方法进行改进,通过在试样两端加工渗透小孔,实现岩石不同破坏形式下渗透性变化规律的测量。试验结果表明,在压缩应力作用下,花岗岩的损伤演化始于微裂隙的产生和扩展,并在岩石破坏时和峰后阶段发展迅速。该损伤演化的阶段性特征与声发射监测数据一致,进一步说明了裂隙扩展是导致花岗岩力学特性劣化的根本原因。随着微裂隙的扩展,岩石渗透性不断增强,但在峰前加载阶段渗透性变化明显滞后于损伤演化过程。该结果表明,在裂隙贯通并产生宏观破坏面之前,裂隙扩展对花岗岩渗透性影响非常有限。在低围压条件下,岩石渗透性随围压增大迅速减小;当围压增大到一定程度后,该趋势逐渐减弱。结合声发射监测数据,对不同应力条件下损伤演化与渗透特性的相互关系进行分析,并提出花岗岩渗透率与损伤和围压的相关经验公式。     

氨程序升温脱附法研究H-型天然丝光沸石的表面酸性质

用程序升温热脱附(TPD)技术,研究了五种 HNM(H-型天然丝光沸石)及 HM(合成 H-型丝光沸石)的表面酸性质,用氨作检测酸中心的分子探针,在六个 TPD谱图上均有两个脱附峰,第一峰的峰顶温度约为210℃,该峰代表了弱酸中心,第二峰的峰顶温度约550℃,代表强酸中心,两类不同酸中心的强度可用氨脱附活化能大小来表征。另外,按照非均匀表面处理,氨的脱附活化能 E_d是表面覆盖度θ的函数,本文用 Tokoro's 计算机模拟热脱附曲线的方法,求得脱附活化能 E_d 并描绘出 E_d～θ关系图,用来表征酸中心强度及酸强度分布,结果表明 HNM 酸强度分布要比 HM 不均匀。计算还表明,4N HNM 样品的强酸中心的酸强度要比9N HNM 样品的大得多。本研究还给出了酸强度与 C_7催化裂解的转化率之间的关系。