高庙子膨润土胶体释放影响因素试验研究

高放废物处置库中缓冲回填材料膨润土与地下水相互作用时会释放出胶体,而胶体会直接影响放射性核素的迁移行为,因此,膨润土遇水释放胶体研究是处置库系统安全评价的重要内容之一。本文以高庙子膨润土为研究对象,通过室内试验,获得了离子种类、离子强度、pH、温度与浊度的关系曲线,并对这些因素影响胶体释放的机理进行了分析。结果表明:阳离子种类抑制膨润土释放胶体排序依次为Li^(+)<Na^(+)<K^(+)<NH_(4)^(+)<Zn^(2+)<Mg^(2+)<H+<Ca^(2+);阴离子中除OH-对胶体释放有显著促进作用外,其他阴离子基本对胶体释放影响不大;溶液离子强度越大,抑制膨润土胶体释放的能力越强;膨润土在中性条件下更容易释放胶体;在20~50℃之间,升高温度有利于膨润土胶体的释放。

高庙子膨润土悬浮液流变特性试验研究

缓冲/回填材料在地下水的作用下会形成凝胶体/胶体,有可能发生侵蚀。研究膨润土悬浮液的流变特性是评价土-岩界面缓冲/回填材料长期稳定性的必要条件。使用旋转流变仪对高庙子膨润土开展不同液固比、水化学条件,以及不同离子浓度和类型的一系列流变试验,为后期膨润土颗粒侵蚀数值模拟工作提供技术支持。研究结果表明:高庙子膨润土悬浮液随着液固比增大逐渐从假塑性流体向牛顿流体转变,Herschel-Bulkley模型可以很好拟合高庙子膨润土-北山地下水悬浮液的流变曲线;随着膨润土悬浮液中添加盐的浓度增大,悬浮液表观黏度先减小后小幅增大;相同浓度条件下二价阳离子比一价阳离子使得悬浮液的表观黏度有更明显的降低。

高庙遗址史前农业遗存及文化遗产价值探析

高庙遗址是湖南沅江流域新石器中晚期的重要农业遗址。从1991年起,高庙遗址经历三次发掘,出土了大量农业遗存,是揭示沅江流域史前文明起源与农业发展演进的“密钥”;其发展大致经历了萌芽期、奠基期、发展期、成熟期四个阶段;该遗址具有的历史价值、艺术价值、科学价值、社会价值和文化价值,是科学规划建设遗址考古公园和开展大遗址保护、遗产旅游的重要前提和基础。

压实高庙子膨润土中水运移时效性试验研究

高放废物地质处置库的缓冲/回填材料长期面临地下水的浸润,引起压实膨润土形态和性能的改变,对处置库的安全运营产生影响。以高庙子钙基和钠基两种膨润土为研究对象,通过室内径向渗透试验装置和扫描电镜方法对膨润土进行了水分分布和运移研究。试验结果表明,不同初始条件下的压实膨润土,试样外层的水分运移时程曲线均呈现典型的双峰形态,初始干密度是影响压实膨润土水分运移时程曲线形态的关键因素,主要控制时程曲线的峰值和谷值,初始干密度越小,水分运移时程曲线中峰值和谷值越明显;初始饱和度对水分运移速率有重要作用,决定时程曲线达到峰值的时间,初始饱和度越小,水分在膨润土试样中的运移速率更快,达到峰值的时间越短。膨润土类型主要影响水分运移速度,钙基膨润土中的水分运移速度大于钠基膨润土,在试样内层的水分运移时程曲线中,钠基膨润土要相对平缓。

高庙子膨润土对Cs吸附行为研究

用批式吸附法研究了Cs在高庙子膨润土上的吸附行为。讨论了吸附时间、固液比和溶液初始浓度等变量对吸附行为的影响,并用准二级动力学模型进行吸附时间的线性拟合。结果表明, Cs的吸附反应非常迅速,在短时间内能吸附50%以上的Cs+,膨润土这类复杂土体对一价阳离子Cs+的吸附,用准二级动力学模型可以更好的拟合吸附过程,相关系数达到R2=0.99。固液比对膨润土吸附的影响表现为随着固液比的增加吸附率逐渐增加,达到一定数值吸附率开始降低。膨润土的吸附率跟溶液的初始浓度呈负相关,随着溶液初始浓度的增加,膨润土对Cs的吸附率逐渐降低。

青海高庙镇布鲁氏菌病防控基线调查

布鲁氏菌病是人畜共患病,为摸清当地布病情况,高庙镇畜牧兽医站开展了布病防控工作基线调查。该文阐述了高庙镇畜禽养殖现状,明确了布鲁氏菌病基线调查的方案、内容和方法,调查结果显示当地未发现布病病例,但依然存在养殖户对布病了解不足的问题,需严格引种、做好消毒工作,切断布病传播途径,确保人畜安全。

双电层理论与高庙子膨润土的体变特征

黏性土中土体颗粒(矿物颗粒)带有负电荷,周围存在电场。在静电引力与布朗运动(热运动)作用下,紧邻土体颗粒表面处静电引力最强,水化离子和极性分子牢牢地被吸附在颗粒表面附近形成固定层。由固定层向外,静电引力逐渐减小,水化离子和极性分子的活动性逐渐增大,形成扩散层。固定层和扩散层中的阳离子(反离子层)与土粒表面负电荷共同构成双电层。根据双电层理论,当给定两个黏土片层之间的距离时,渗透压力可以由两个片层中轴线处的离子浓度来求取。同样,对于给定的渗透压力和中轴线处的离子浓度,便可以确定两个片层之间的距离。采用渗析法吸力控制技术与压汞仪法(MIP)微观结构试验手段,研究了低吸力范围内、自由膨胀条件下高压实高庙子膨润土的土水特性与体变特征,同时采用双电层理论估算了高庙子膨润土水化过程中的自由膨胀量,并将估算值与试验实测值进行了对比分析。在使用孔率计法试验结果求取试样孔隙比时考虑了压汞仪出力能力影响,采用线性延伸方法估算了残余孔隙量。研究结果显示,低吸力范围内,由双电层理论,估算的高压实高庙子膨润土的自由体积膨胀量与试验数据吻合较好,但随着吸力的进一步减小,两者之间的误差有增大的趋势,文中对出现这一偏差的原因进行了分析探讨。

高庙子膨润土微观结构时效性试验研究

针对高庙子膨润土在不同含水率和不同干密度条件下的微观孔隙结构时效性进行了试验研究。首先采用静力压实法将3种不同含水率条件下的高庙子膨润土粉末压实到2种不同密实状态,压实结束后保持试样体积和含水率不变分别静置1,30,90 d,然后分别采用压汞仪法和扫描电镜法对静置不同时间后试样的微观孔隙结构进行量测。试验结果表明,高庙子膨润土集合体间大孔隙随静置时间增加逐渐减少,而集合体内孔隙和小于压汞仪最小探测粒径的极小孔隙逐渐增多;随着静置时间的延续,膨润土微观孔隙结构趋于均匀化。产生上述现象的主要原因是:试样静置过程中,为达到吸力平衡,试样各微观孔隙结构中水分子重分布,导致层叠体内水分子层数增多,蒙脱石水化;随着水化的进行,层叠体晶层间水分子层数逐渐增多,同时厚的层叠体逐渐裂开成薄的层叠体,导致集合体内小孔隙增多;在体积不变条件下,集合体间大孔隙不断被挤压填充,孔隙体积逐渐减少。

高庙子膨润土的土水特征曲线(英文)

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,通过土水特征曲线测定试验、环境扫描电镜和压汞试验,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。

侧限状态下高压实高庙子膨润土非饱和渗透性的试验研究

高放废弃物深地质处置库中,由高压实膨润土形成的人工屏障,起着阻障围岩中地下水渗入内库并引起核素迁移以及库内高放废物的辐射扩散的作用。因此,有必要研究侧限状态下高压实膨润土的非饱和渗透性能。采用瞬时截面法试验研究了侧限状态下高压实高庙子膨润土的非饱和渗透特性。结果表明:侧限状态下,干密度为1.7g/cm3的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数,数值为1.13×10-13～8.41×10-15m/s,且与土中吸力呈非单一增减关系。当土中吸力约为68MPa时,非饱和渗透系数最小;吸力大于68MPa时,其非饱和渗透系数随着吸力的增加而增加;而当吸力小于68MPa时,非饱和渗透系数随着土中吸力的增加而减小。

高压实高庙子膨润土GMZ01的膨胀力特征

高放废物深地质处置中,缓冲/回填材料系统起着工程屏障、水力学屏障、化学屏障、传导和散失放射性废物衰变热等重要作用,是高放废物地质处置库长期安全性和稳定性的有效保障。前人研究表明,膨润土是理想的缓冲/回填材料。在归纳总结压实膨润土膨胀力的室内试验研究成果的基础上,采用恒体积试验法研究高压实高庙子膨润土GMZ01的膨胀力特性,该膨润土已经被确定为我国高放废物地质处置库首选缓冲材料。结果表明,高压实高庙子膨润土GMZ01膨胀力随时间的变化曲线是一条渐近线,而时间/膨胀力与时间之间存在很好的线性关系;膨胀力发展过程曲线与吸水量曲线具有明显的阶段性特征;高压实高庙子膨润土的膨胀力和干密度之间存在指数关系,干密度是影响膨胀力的一项重要的因素。所取得的膨胀力特性成果,对于高庙子膨润土膨胀性能的正确判定具有非常重要的意义。

高压实高庙子膨润土的微观结构特征

采用水汽平衡法和渗析法吸力控制技术，借助压汞仪法（MIP）和环境扫描电镜法（ESEM）等试验手段，在自由和侧限状态下，试验研究了被确定为我国高放废物地质处置库首选缓冲材料的高庙子膨润土水化过程中的微观结构变化特征.结果表明，侧限条件与土中吸力对于高压实膨润土水化过程中的微观结构变化影响明显.在高吸力范围（3~309MPa）内，无论是处于侧限还是自由膨胀状态，高压实高庙子膨润土的含水量随控制吸力变化不大，且2种状态下数值基本一致；而当吸力低于3 MPa时，尤其是当吸力小于1 MPa时，处于不同状态下的土样中，含水量随吸力的变化特征出现了明显的差异.从微观上看，随着控制吸力的降低，自由膨胀状态下，大量的水进入了集合体间的孔隙（大孔隙）中，压实膨润土的体积膨胀主要来自于集合体间孔隙（大孔隙）的膨胀；侧限状态下，内部膨胀力逐渐积累，集合体间的孔隙（大孔隙）被压缩，较小孔隙的数量不断增加，压实膨润土中的孔隙大小趋于均一化.

Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为

采用静态批式法研究了Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为。探讨了接触时间、pH、离子强度、固液比以及腐殖酸对吸附的影响。测定了293.15 K下的吸附等温线。实验结果表明,pH和离子强度对Th(Ⅳ)吸附的影响很大,腐殖酸在低pH下促进Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附,而在高pH下几乎没有影响;Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附主要通过表面络合和离子交换进行;Langmuir方程可以很好的拟合吸附等温线。

高庙子膨润土膨胀力时效性试验研究

针对高庙子膨润土在不同含水率和不同干密度条件下膨胀力时效性进行了试验研究。首先采用静力压实法将3种不同含水率的高庙子膨润土粉末压实为两种不同密实状态的试样,随后在保持压实试样的体积和含水率不变的条件下,分别静置0,1,7,15,30和90 d,最后采用膨胀仪对完成静置试样的膨胀力进行量测;同时结合静置过程,完成了部分试样的扫描电镜(SEM)试验。试验结果表明:高庙子膨润土的膨胀力随静置时间的增长不断减小,且前期减小明显,后期逐渐趋于稳定;膨胀力的时效性与试样初始条件有关,试样含水率和干密度越大,膨胀力随静置时间的衰减越明显,即时效性越强。SEM试验结果表明,静置90 d后,高庙子膨润土内的蒙脱石发生了水化,集合体分解,颗粒相互黏结,微观孔隙结构趋于均质化,呈现点阵式的絮状结构;试样静置过程中不同微观结构层次之间的水分重分布导致的蒙脱石水化是高庙子膨润土静置过程中膨胀力降低的主要内在原因。

两种高庙子钠基膨润土膨胀特性比较研究

对两种高庙子钠基膨润土(简称GMZ001和GMZ07)在不同初始干密度下进行膨胀力试验、常压力下的膨胀变形试验以及压缩试验。试验结果表明,GMZ001的膨胀能力要比GMZ07的大,并且GMZ001比GMZ07更难压实。对饱和后两种膨润土进行压汞试验和扫描电子显微镜测试后发现,在相同孔隙比下,GMZ07集聚体间孔隙较多,并且GMZ001集聚体的水化程度大于GMZ07。结合土工和微观试验的结果,认为导致两者力学性能差异的主要原因是由于颗粒粒径大小的差异以及蒙脱石含量的不同。最后利用蒙脱石孔隙比的概念对两种膨润土的浸水膨胀试验结果进行归一化,并对膨润土的膨胀特性进行了预测。

高庙子膨润土与砂混合物的土-水特征曲线

用滤纸法和压力板法对高庙子膨润土与福建砂的混合物进行试验研究,在不同孔隙比和不同膨润土与砂配合比情况下量测脱湿过程的土-水特征曲线,研究土-水特征曲线与孔隙比和配合比之间的关系。试验结果表明:在同一配合比下用饱和度与吸力表示土-水特征曲线时,其曲线随着孔隙比的减小向右上方移动,即当土样的吸力一定时,土样的饱和度随着孔隙比的减小而增大,当吸力小于10 MPa时,这种现象较为显著;在同一孔隙比下膨润土与砂混合物的土-水特征曲线随着膨润土的比例增加而向右上方移动,即混合物的进气值随着膨润土的比例增加而增大;另外,配合比以及孔隙比相同时,膨润土与福建砂的混合物的土-水特征曲线与日本产Kunigel膨润土与丰浦砂的混合物的土-水特征曲线非常接近。

高吸力下高庙子钙基膨润土的土水–力学特性

高庙子钙基膨润：已具有明显的湿胀干缩特性，吸力变化会引起持水状态和孔隙比的变化。用蒸汽平衡法测得高吸力段（3-287MPa）高庙子钙基膨润士的士水特性和变形特性。分析比较了吸力路径、试样初始孔隙比、应力加载历史以及土体结构对土水特性、变形及吸力应力的影响。研究表明，脱湿和吸湿过程中孔隙比的差异会引起体积含水率和饱和度的滞回。饱和度与吸力间关系受试样初始孔隙比和孔隙结构影响较大，与应力加载历史无商接关系。由吸力引起的吸力应力随吸力的增大而非线性增大，并在较高吸力时趋向于一定值。吸力应力受吸力路径、初始孔隙比以及孔隙结构的影响。

盐溶液饱和高庙子膨润土膨胀特性及预测

甘肃北山被首选为修建高放废物处置库的地区。考虑到该地区地下水中含有总溶解固体(TDS),选择NaCl-Na2SO4作为溶解固体。以高庙子钠基膨润土为试验材料,利用单向固结仪,进行不同TDS浓度盐溶液和蒸馏水饱和的膨胀试验。根据蒙脱石孔隙比的概念,统一整理了饱和高庙子膨润土在盐溶液和蒸馏水饱和下的膨胀特性。结果表明,当TDS浓度为12.3 g/L(预选处置库区的最高离子浓度)时,在双对数坐标中蒙脱石孔隙比与膨胀力关系和干密度与膨胀力关系均呈直线且平行于蒸馏水的试验结果;对于给定干密度试样,膨胀力的对数与TDS浓度呈线性关系。根据以上试验结果,给出了由高庙子钠基膨润土的设计干密度和离子浓度计算相应膨胀力和膨胀变形的表达式。

高庙子膨润土的土水特征曲线与渗透系数

在土水特征测定试验的基础上,分析了历史上提出的各种模拟土水特征曲线的方程与试验结果的拟合程度。在非饱和渗透系数试验结果的基础上,分析了由分维理论得到的非饱和渗透系数模拟方程与试验结果的拟合程度。得出以下结论:Fredlund and Xing土水特征曲线方程对于试验结果有较好的模拟效果;Brooks和Corey土水特征曲线方程与试验结果的曲线形状更为接近,但在模拟接近309MPa的吸力段的土水曲线时与试验结果有偏差。分维理论的修正公式能更好模拟非饱和渗透系数。

高庙子膨润土强度时效性试验研究

本文用试验方法研究了静置时间对不同含水率高庙子钠基(GMZ07)膨润土强度的影响。在保持试样干密度和含水率不变的情况下,将初始含水率为10%、18%和24%(饱和)3组压实试样分别静置0、5、15、30、90 d,之后采用精度较高的直剪仪在400、800和1 600 k Pa垂直压力下进行剪切试验;同时完成了部分试样的压汞试验。结果表明:GMZ07膨润土的剪切强度随静置时间增长而减小;静置前期,强度下降较快;静置时间超过一定天数后,其剪切强度逐渐趋于稳定。根据3种含水率试样的强度包线可得到:随着静置时间增加,饱和试样的内摩擦角略微下降而黏聚力变化不大;含水率10%和18%试样的黏聚力明显变小而内摩擦角几乎不变。根据Alonso等提出的非饱和土有效应力,结合压实膨润土试样的孔径分布,认为集聚体内孔隙增多是非饱和膨润土强度随静置时间而变小的原因。