实时高温及加卸载作用下非饱和压实膨润土气渗与变形特性研究

地下高放废物处置库多场耦合作用复杂，非饱和压实膨润土作为缓冲材料首选材料，需能够有效地将金属罐体表面产生的气体排出到外界以避免气压聚集。采用等效稳态法和应变片，测量样品在不同实时温度及围压加卸载作用下的体积变形和有效气体渗透率，分析变温及围压荷载对样品气渗与变形特性的影响。发现实时高温下，温度升高会增大样品加载时的压缩变形，而对卸载时的变形恢复影响不明显，且相同温度条件下加卸载过程中的有效气体渗透率与样品连通孔隙率之间均存在良好的指数关系。结合NMR扫描结果对升温降低样品气体渗透率的机制做出了解释：(1)升温增大了样品的压缩变形，降低了连通孔隙率；(2)升温加剧了气体分子的滑脱效应，增大了气流通过孔隙通道的阻力；(3)孔隙水受热膨胀改变了其在样品中的分布，进一步压缩了连通孔隙的有效喉径。该试验结果和结论加深了对缓冲材料多物理场耦合作用机制的认识，为工程设计和数值模拟提供了数据支持。