化-力耦合作用下石墨烯改性GMZ膨润土的膨胀变形特性
2021-04-16
中南大学学报(自然科学版) 2021年3期
(同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海,200092)
核电具有消耗资源少、供电能力强、运行功率稳定、无空气污染等优点,已成为许多国家清洁能源的发展方向[1],近年来,我国持续扩大了核电装机规模[2]。但是,核电厂也产生了大量高放射性、长半衰期、强毒性的放射性废物[3-4],一旦发生泄漏,会对人类的生存环境产生严重威胁[5]。因此,如何安全处置高放射性废物,已成为阻碍我国核电工业全面发展的关键问题之一,为此,国际上提出了许多方案,目前对高放射性废物进行深地质处置被公认为是最安全、可行的方案,即将高放射性废物深埋于500~1 000 m深的稳定围岩中,并在废物固化体外围设置金属罐体、缓冲/回填材料、天然围岩等多重屏障来降低潜在的安全风险[6-7]。膨润土因具有低渗透性、强吸附性、高膨胀性等特点[8-9],被世界多国选定为处置库缓冲/回填材料[10]。但膨润土过大的膨胀变形会对围岩和金属罐体造成损伤[11],且膨润土长期在处置库中的热-水-力-化-辐射等多方面因素的共同作用下,其矿物成分和晶体结构将发生改变,强度将逐渐降低,热传导性能变差[12],因此,不少学者提出向膨润土中加入添加剂来改善这些性能。谢敬礼等[13]对比了膨润土/砂和膨润土/花岗岩碎屑混合材料的导热性能,结果表明在相同条件下,膨润土/砂混合物的导热性能比膨润土/花岗岩碎屑混合物的导热性能好。XU 等[14]发现随着掺砂率的提高,膨润土/砂混合物的导热系数逐渐增大,但当掺砂率大于30%时,导热系数的增长速率逐渐下降,此外,掺砂率的提高也增大了混合物的渗透系数。……
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