›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S1): 215-220.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

Eu(III)溶液对膨润土-砂混合物渗透性能影响研究

张虎元,周 浪,陈 航,闫 铭   

  1. 兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州 730000
  • 收稿日期:2013-07-28 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-06-20
  • 作者简介:张虎元,男,1963年生,博士,教授,博士生导师,主要从事与废弃物处置有关的环境岩土工程方面的教学与研究工作。
  • 基金资助:

    兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.lzujbky-2013-k03)。

Research on effect of Eu(III) solution on the permeability of bentonite-sand mixtures

ZHANG Hu-yuan,ZHOU Lang,CHEN Hang,YAN Ming   

  1. Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China of Ministry of Education, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
  • Received:2013-07-28 Online:2014-06-10 Published:2014-06-20

摘要: 在高放废物处置库长期运营过程中包封容器将发生破坏,核素会向外界迁移,缓冲回填材料的水力传导系数是评价处置库工程屏障性能的重要指标。采用柔性壁渗透仪,研究2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液作为渗入液时膨润土-砂混合物的渗透特性。结果表明,膨润土-砂混合物的水力传导系数K=(2.07~5.23)×10-10 cm/s;在0~50%掺砂率范围内,膨润土-砂混合物吸水膨胀过程中渗透性能随掺砂率增大时没有明显的变化,能够满足高放废物处置库缓冲回填材料低渗透性的要求。使用有效黏土密度的概念,得到膨润土-砂混合物的体积膨胀率随初始有效黏土密度的增大呈指数增大的趋势;混合物水力传导系数的对数值与有效黏土密度存在良好的线性衰减关系;与蒸馏水相比,渗入液(ECDD)为2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液时,膨润土-砂混合物的水力传导系数较小,可能是由于渗入液黏滞性的影响。

关键词: 高放废物, Eu(III)溶液, 膨润土-砂混合物, 水力传导系数, 有效黏土密度

Abstract: Radionuclides will transport to the biosphere after the overpack destroyed in the high-level radioactive waste(HLW) disposal repository. The hydraulic conductivity of buffer/backfill material plays an important role in evaluating the properties of the engineering barrier of HLW disposal repository. The permeability characteristics of Gaomiaozi bentonite-sand mixtures are studied by using the flexible wall permeameter and taking 2.0×10-5 mol/L Eu(III) solution as influent. The hydraulic conductivities are measured at K=(2.07-5.23)×10-10 cm/s. Test results show that there is no significant change in hydraulic conductivity of bentonite-sand mixtures, swelling with water, with the sand ratio ranging from 0% to 50%. Therefore, the requirement of low permeability for buffer/backfill material should be met by these mixtures. The effective clay dry density (ECDD) is used in this paper; and a good exponential relationship between volume swelling strain and ECDD and a linear-attenuation relationship between the logarithm value of hydraulic conductivity and ECDD of bentonite-sand mixtures are obtained. Compared with the distilled water, the hydraulic conductivities of bentonite-sand mixtures are smaller when influent is the 2.0×10-5 mol/L Eu(III) solution, which may result from the effect of influent viscosity.

Key words: high-level radioactive waste (HLW), Eu(III) solution, bentonite-sand mixtures, hydraulic conductivity, effective clay dry density (ECDD)

中图分类号: 

  • TU475
[1] 侯会明, 胡大伟, 周辉, 卢景景, 吕涛, 张帆, . 考虑细观等效热学参数的高放废物处置库围岩应力−渗流−温度耦合模拟方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3625-3634.
[2] 谢敬礼,马利科,高玉峰,曹胜飞,刘月妙. 北山花岗岩岩屑-膨润土混合材料导热性能研究[J]. , 2018, 39(8): 2823-2828.
[3] 陈世万,杨春和,王贵宾,李二兵,陈 亮,. 北山坑探设施开挖损伤区现场声发射监测试验研究[J]. , 2017, 38(S2): 349-358.
[4] 雷光伟,杨春和,王贵宾,魏 翔,陈世万,霍 亮,. 基于结构面综合指标的岩体质量评价及应用[J]. , 2017, 38(8): 2343-2350.
[5] 陈志国,唐朝生,叶为民,王德银,王 鹏,孙凯强,施 斌,. 水-力耦合条件下膨润土-砂混合物的体变特性研究[J]. , 2017, 38(4): 1041-1051.
[6] 陈世万 ,杨春和,刘鹏君,王贵宾,魏 翔,. 北山花岗岩热破裂室内模拟试验研究[J]. , 2016, 37(S1): 547-556.
[7] 张盼盼,罗 汀,姚仰平. 考虑膨胀效应UH模型的有限元实现[J]. , 2015, 36(S1): 664-668.
[8] 李鹏飞 ,赵星光 ,蔡美峰 , . 压缩条件下岩石启裂应力的识别方法探讨 ——以新疆天湖花岗闪长岩为例[J]. , 2015, 36(8): 2323-2331.
[9] 周 嵩 ,陈益峰 ,张 勤 ,郑华康 ,周创兵 , . 非饱和膨润土的有效热传导特性模型[J]. , 2014, 35(4): 1041-1048.
[10] 宗自华 ,陈 亮 ,,陈 强 ,魏云杰 ,王锡勇 ,王 驹 . 高放废物处置北山预选区地表岩体结构与岩体质量相关性及其应用研究[J]. , 2013, 34(S1): 279-284.
[11] 汪 龙,方祥位,孙发鑫,李春海,陈正汉,秦 冰. 膨润土-砂混合型缓冲/回填材料土-水特征曲线研究[J]. , 2013, 34(8): 2264-2270.
[12] 张虎元,贾灵艳,周 浪. 高效废物处置库的混合型缓冲回填材料压缩特性研究[J]. , 2013, 34(6): 1546-1552.
[13] 刘月妙,王 驹,曹胜飞,马利科 ,谢敬礼,赵星光,陈 亮. 中国高放废物地质处置缓冲材料大型试验台架和热-水-力-化学耦合性能研究[J]. , 2013, 34(10): 2756-2762.
[14] 张 明,张虎元,贾灵艳. 混合型缓冲回填材料非饱和水分扩散试验研究[J]. , 2012, 33(6): 1673-1678.
[15] 孟德林 ,孙德安 ,刘月妙. 高庙子膨润土与砂混合物的土-水特征曲线[J]. , 2012, 33(2): 509-514.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[3] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[4] 高广运,赵元一,高 盟,杨成斌. 分层土中群桩水平动力阻抗的改进计算[J]. , 2010, 31(2): 509 -515 .
[5] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[6] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[7] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[8] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[9] 王学武,许尚杰,党发宁,程素珍. 水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析[J]. , 2010, 31(9): 2760 -2764 .
[10] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .