混合型緩沖回填材料性能模糊綜合評價.pdf

1、隨著化石能源的枯竭及其使用過程中產生的大量環(huán)境問題，核能在能源中所占的比重將逐漸增大。核電相比火力、水力、風力發(fā)電等常規(guī)發(fā)電方式有巨大優(yōu)勢。核電站在運營過程中，會產生少量的有輻射性的廢物，需要經過安全處理。在目前技術條件下，世界上主流的高放廢物（HLW）處置方法是深地質處置，即在地下500-1000m的穩(wěn)定巖層內，將放射性廢物封存，與地表環(huán)境隔離開來。緩沖回填材料作為HLW深地質處置庫中重要的工程屏障，其性能的好壞將會直接影響整個地下處

2、置庫的安全運行。膨潤土因其良好的性質被許多國家作為緩沖回填材料的備選材料。純膨潤土的防滲透性能和膨脹性能良好，但是導熱性能和可施工性能較差。為了彌補這些缺點，國內外學者向膨潤土中添加輔助材料以改良其綜合性質。在大量試驗和理論研究后發(fā)現(xiàn)，將石英砂加入膨潤土后，膨潤土-石英砂混合物的導熱性和可施工性等性質較之純膨潤土有很大的提高，而滲透性、吸附性等卻只略微降低，滿足設計要求。
　　對混合型緩沖回填材料進行配比研究的目的，旨在確定混合物

3、工程屏障綜合性能達到最佳時的石英砂摻入量。蘭州大學已經展開了大量關于GMZ膨潤土和砂混合物基本性質的試驗研究，如滲透性質，膨脹性質，熱力學性質，壓實性質，力學性質，吸附性質等，得到了混合物相關參數與干密度和摻砂率的關系。本文以前人試驗研究成果為基礎，引入模糊數學相關理論，對摻砂率為0-50％和干密度1.20g/cm3至1.80g/cm3試樣進行模糊綜合評判，建立了評價混合物綜合性質的模型，通過計算分析得到了膨潤土-砂混合物綜合性能最佳對

4、應的摻砂率和干密度。本文的結果與之前的結論相符合。
　　評判結果表明：當干密度為1.82-1.833g/cm，摻砂率為29-30%時，混合物的整體性能達到最佳。向膨潤土中加入石英砂之后防滲性能減小，但是減小的幅度很小，仍可以達到緩沖屏障的防滲要求；力學性質有所降低，穩(wěn)定性、膨脹性和熱力學性能提高。加入石英砂之后，混合物能壓實到更大的干密度，這樣因為加砂削弱的部分力學性能可以通過混合物干密度的提高得到彌補，即確保膨潤土-砂混合物優(yōu)良