高温对混合型缓冲砌块渗透性能影响研究

在高放废物地质处置库中,温度升高会改变缓冲材料的渗透性能。以混合型缓冲砌块为研究对象,在不同温度(25、60和90℃)和含盐度(蒸馏水DI、模拟北山地下水平均值和最大值)条件下进行渗透试验,测试其在Z、θ方向的水力传导系数K。结果表明:水力传导系数K随温度升高而增加,其中在常温条件下,K在10^(-12) m·s^(-1)数量级;而当温度从25℃升高到60或90℃时,K分别升高到1.49~1.76倍或1.09~2.45倍。混合型缓冲砌块的θ方向的K略大于Z方向的K,但不超过2倍,表现为各向同性。干燥状态试样的K值比保湿状态试样的K值高2~7倍,仍满足低于10^(-10) m·s^(-1)的高放废物处置缓冲材料防渗性能要求,干湿状态对水力传导系数影响不大。

混合型缓冲材料砌块渗透性及其各向异性研究

缓冲材料砌块具备良好的防渗性能,是保证高放废物处置库封闭性的关键。缓冲材料砌块经单轴加载挤压成型,块体尺寸大,测试与评价其渗透性能的均匀性和各向异性,对缓冲屏障设计具有重要价值。研究制备不同干密度的混合型缓冲材料砌块,定向切割获得砌块内部不同位置、不同方向的小试样,开展刚性壁和柔性壁渗透试验,综合评价了混合型缓冲砌块不同方向的水力传导系数。研究结果表明:砌块干密度越大,砌块的水力传导系数越低。所有砌块的水力传导系数均处于10^(-10)cm/s数量级,沿砌块z、θ、r方向的水力传导系数基本相等,表明砌块渗透性具有良好的均匀性和各向同性,且满足高放缓冲材料防渗要求。两种试验方法获得的渗透结果差异较小,柔性壁渗透条件下砌块产生10%~20%的体积膨胀,导致其水力传导系数略大于刚性壁下的平行试样。引入CT试验,分析了渗透前后砌块的微观特性变化。试验证实,在饱和渗透之后,以CT值显示的砌块密度分布趋于均匀,砌块内部存在的微裂隙愈合消失。