γ辐照对高庙子钠基膨润土矿物成分和微观结构的影响     

梁栋  刘伟  杨仲田  李洪辉  刘宇辰 《矿物学报》2020,40(3):281-288

为了解γ辐照对高庙子天然钠基膨润土中矿物组分和微观结构的影响,拓展高放地质处置缓冲材料性能评价范围,以内蒙古高庙子天然钠基膨润土和北山地下水为研究对象,利用红外光谱仪、X射线衍射仪和穆斯堡尔谱仪分析了不同γ辐照剂量(500、1000、1500、2000、2500和3000kGy)照射后的高庙子天然钠基膨润土中基团、矿物组分以及Fe的赋存状态和含量变化,并对其中Si元素在北山地下水中的溶解性进行测试。结果表明,随着累积辐照剂量的增加,膨润土中Fe(Ⅱ)含量明显增大,Fe(Ⅲ)含量显著减小;可溶性偏硅酸根随累积辐照剂量的增加而增加;辐射后膨润土的相关基团数量有所变化,蒙脱石含量增加,石英和钠长石含量下降,但没有发生种类变化。总体而言,γ辐照引起了高庙子天然钠基膨润土某些参数的显著变化,具体变化有待深入研究。  相似文献   

盐溶液对膨润土膨胀性的影响     

高子瑞  陈涛  徐永福 《岩土力学》2018,(1):249-253

膨润土因其优良的膨胀性和低渗透性常被用作深层地质处置库的缓冲和回填材料,但其膨胀性会受到地下流体溶液浓度的影响。针对这种现象,利用单轴固结仪研究了压实商用膨润土在不同上覆荷载和不同浓度Na Cl溶液作用下的膨胀变形特性。结果表明:随着Na Cl溶液浓度升高,该膨润土的膨胀性显著降低,且最大膨胀应变与上覆荷载之间在双对数坐标系下存在良好的线性关系。利用有效压力的概念和计算方法,实现了用唯一一条曲线来描述不同盐溶液浓度作用下膨润土的膨胀变形行为,同时证明了有效压力理论的合理性。  相似文献   

掺入膨润土中的石墨最大粒径确定方法     

谈云志  钱芳红  彭帆  孙文静  明华军 《工程地质学报》2018,26(5):1292-1299

核废料处置库缓冲层除要具备良好的隔离防渗外,还需要有卓越的导热性能。为此,论文以钠基膨润土为基础,混入高导热率天然石墨,配置兼具防渗-导热功能的缓冲材料。按照相同的石墨掺入率（20%,质量比）,把最大粒径为50目、100目、200目和325目的石墨分别掺入膨润土,形成均匀的石墨-膨润土混合物。开展膨润土-石墨混合物自由膨胀率、恒体积膨胀力和渗透等水-力特性试验,探讨石墨粒径对膨润土-石墨混合物水-力性能的影响。结果表明,相同石墨掺入率下,最大粒径100~200目的石墨和膨润土混合,可以形成更好的缓冲材料,其渗透系数最小,而膨胀力最大。究其原因,应与石墨-膨润土的接触方式相关。石墨呈扁平状结构,粒径较大时,石墨和膨润土被压实后,容易在扁平结构末端形成未被充填的孔隙;而石墨粒径较小时,石墨和膨润土颗粒接触面积增大,石墨属于憎水性材料,膨润土-石墨界面处提供了更多渗漏通道。研究结论为配置核废料处置库缓冲层材料提供了科学参考。  相似文献   

基于膨润土凝胶分形结构的屈服强度理论     

徐永福 《工程地质学报》2018,26(5):1237-1242

在核废料处置库安全使用的设计年限（数万年至数十万年）内,膨润土遇水侵蚀,导致缓冲/回填层致密性降低、渗透性增加,危及核废料处置库安全。膨润土侵蚀是以膨润土凝胶形式迁移,膨润土凝胶的屈服强度就是侵蚀的临界剪切应力。膨润土凝胶颗粒之间的联结靠颗粒间的长程作用,即van der Waals力,颗粒间的联结作用取决于凝胶的结构。本文基于膨润土凝胶结构的分形模型,假设凝胶的屈服强度等于冲刷面上单位面积的van der Waals力的总和,导出了膨润土凝胶的屈服强度（σ_y）的表达式,表示为凝胶的固体体积率（φ_s）的幂函数,即σ_y=σ_y0φ_sm,幂函数的指数是凝胶结构分维的函数。膨润土凝胶的屈服强度理论得到了试验数据的验证。  相似文献   

吉林省梨树县杏山膨润土矿地质特征及成因分析     

李岩  侯跃斌  白雪松 《吉林地质》2021,40(4):34-36

在总结梨树县杏山膨润土矿地质特征的基础上,对矿床成因进行了分析.矿床赋存于下白垩统泉头组含砾粉砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、中细粒砂岩、泥质粉砂岩中.燕山晚期泉头期火山喷发期间,大量火山碎屑物及陆源老火山岩、火山碎屑岩等成矿物质搬运到松辽湖盆地的杏山地区中沉积.在碱性水介质条件及相对稳定的水动力条件下,经分解蚀变形成了膨润土矿床,矿床的成因类型为湖泊相沉积型.  相似文献   

辽西紫都台-于寺盆地膨润土矿岩石矿物学特征研究     

刘殿鹤  张雪花  王春连  张华 《岩石矿物学杂志》2021,40(1):65-75

对紫都台-于寺盆地内二道河、哈尔套、北窝棚及下扎兰波罗等膨润土矿床进行了系统采样、处理,开展与矿床相关的赋矿岩系岩石学及矿物学特征研究。通过基本分析、XRD、化学全分析、阳离子交换量等手段对样品进行测试,研究结果表明沉凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、砂砾质凝灰岩等富含火山玻璃的岩石更易于水解形成膨润土矿。膨润土总体呈碱性,矿物组成以蒙脱石为主,其次为石英、斜长石等伴生矿物。XRD及阳离子交换量表明盆地北部二道河及哈尔套膨润土矿发育钙基及钠基膨润土,并呈现上部钙基膨润土、下部钠基膨润土的分层特征,对盆地南部下扎兰波罗及北窝棚膨润土矿的深部寻找钠基膨润土矿具有指导意义。  相似文献   

γ辐照老化对高庙子天然钠基膨润土力学强度和变形特性影响研究     

《岩土力学》2017,(10):2949-2956

为探究高放核废物深地质处置缓冲材料的长期稳定性,以内蒙古高庙子(GMZ)天然钠基膨润土为研究对象,揭示了γ辐照老化作用对高压实天然钠基膨润土样品力学强度和变形特性的影响。采用钴源在室温下对该膨润土进行不同累积剂量的辐照作用,分析了辐照前、后膨润土的矿物成分变化,并开展了三轴剪切以及膨胀变形试验。结果表明:γ辐照老化作用引起膨润土部分矿物成分的变化,蒙脱石微观结构稳定性降低并转化为更稳定的硅酸盐和硅铝酸盐矿物;膨润土经过辐照作用后剪切强度有所增长且随辐照剂量增大,矿物成分发生了变化,同等围压下膨润土的剪切峰值强度逐渐提高;随着围压的增大,强度增长的幅度逐渐变缓,辐照剂量对强度的影响减弱,表明围压对膨润土强度的增长有一定的抑制作用;由于辐照后蒙脱石的含量减少,膨润土的膨胀变形性能相应减弱,即膨胀力、自由膨胀应变、有荷膨胀应变等指标降低。  相似文献   

不同砂−膨润土垂直防渗墙填筑土料的掺量研究     

徐浩青  周爱兆  姜朋明  刘顺青  宋苗苗  陈亮 《岩土力学》2019,40(Z1):424-430

土?膨润土垂直防渗墙在美国已广泛应用于城市卫生填埋场中，我国的工程中则应用较少。由国产膨润土与原地层土混合在自重应力作用下固结形成的防渗墙，其渗透性、孔隙和压缩性如何受膨润土掺量的影响，针对该一问题，使用福建标准砂模拟原地层，以3种典型膨润土作为混合料，在各掺量下对砂?膨润土填筑土料开展改进柔性壁渗透试验固结试验，研究不同膨润土掺量对填筑料渗透系数k、孔隙率n与压缩系数av影响。结果表明，膨润土和砂形成防渗墙时存在一个对应最小n和av的最优掺量Copt，当膨润土掺量小于等于Copt时，随着掺量增加，填筑料k下降很快，av缓慢减小；当掺量大于Copt后，随掺量上升，k降低速度趋缓，av快速地升高。理论上，膨润土掺入较少时黏土颗粒仅填充砂粒间的孔隙而不影响砂粒堆积，掺量达到一定程度后膨润土使砂粒彼此分离，悬浮在其中，填筑料的孔隙率随掺量而增大，可能是宏观上造成最优掺量产生的主要原因。  相似文献   

溶液和温度作用下膨润土防水毯的渗透性能     

何俊  王小琦  颜兴  万娟  朱志政 《吉林大学学报(地球科学版)》2019,49(3):807-816

以颗粒状和粉末状膨润土防水毯（GCLs）为对象，运用GDS（global digital systems）全自动渗透仪开展渗透试验，研究CaCl₂溶液作用下GCLs渗透性能的温度效应，初步探讨其机理。试验表明：当水化液为0.05 mol/L的CaCl₂溶液时，两种GCLs渗透系数随温度升高呈现增大趋势；当水化液为去离子水时，颗粒状GCL渗透系数随温度升高而减小，粉末状GCL渗透系数随温度升高而增大。去离子水情况下，膨润土吸附结合水量随温度升高而减小；CaCl₂溶液作用下，吸附结合水量较去离子水情况大幅降低。当CaCl₂溶液浓度一定时，膨润土膨胀指数随温度升高而略有增大；当温度一定时，膨润土膨胀指数随CaCl₂溶液浓度升高而显著减小。以去离子水进行试验时：颗粒状和粉末状GCLs渗透系数随温度的变化主要影响因素为凝胶态蒙脱石数量，其次为流体黏滞系数和吸附结合水量；颗粒状GCLs膨润土孔隙结构越不均匀，凝胶态蒙脱石数量的影响就越显著，导致渗透系数随温度升高而减小、固有渗透率随温度升高显著降低。以CaCl₂溶液进行试验时，两种GCLs渗透系数随温度变化的主要受流体黏滞系数和吸附结合水量的影响，而受凝胶态蒙脱石数量的影响较小。孔隙溶液性质、温度和膨润土类型均对GCLs的防渗性能具有重要影响。  相似文献   

盐分对黏性土的沉积特性与表面电位影响研究     

张彤炜  邓永锋  邓婷婷  王冲 《冰川冻土》2019,41(4):875-883

为了明晰黏土矿物和盐分浓度在沉积过程中所起的作用及物理机制，选取高岭土、膨润土及两者组成的混合土进行粒径分析试验、沉积试验和Zeta电位测试。结果显示，盐分环境下高岭土和膨润土的平均粒径增大，部分黏粒组向粉粒组转化。高岭土在蒸馏水环境下和盐水环境下，最终都形成土-水的稳定分界面，但是絮凝稳定时间在盐分环境下更短。膨润土在蒸馏水环境下处于稳定的分散体系中，在盐水环境下迅速絮凝沉积。混合土在蒸馏水环境下，上部澄清层和下部沉淀层之间存在土颗粒的悬浮层，且该层的高度最终稳定；盐水环境下，混合土则迅速的发生土水分离。随着NaCl浓度增加，膨润土和高岭土的Zeta电位绝对值降低，因此胶粒组的絮凝行为对平均粒径产生影响，进而影响其沉积特性。  相似文献