摘要：深入认识和科学评价放射性核素的迁移行为对核环境安全评价和放射性污染场地高效清除和修复策略的设计具有重要意义。环境胶体的存在会影响放射性核素的迁移行为,如何有效控制和阻滞放射性核素在环境中的迁移和预测其潜在的危害已成为一项紧迫的工作。尽管已认识到胶体的存在会影响放射核素的吸附模式和迁移规律,但真实天然环境中胶体种类繁多,黏土矿物和微生物等会形成黏土矿物-生物复合胶体,这些复合胶体与放射性核素相互作用使得迁移行为的预测和迁移机理的分析变得更为复杂。本文先概述了胶体与放射性核素迁移行为,重点阐释了影响胶体和放射性核素迁移行为的关键因素及其作用机理,然后论述了影响胶体迁移的主要检测手段和分析方法,旨在为核环境安全评价和核应急下有效净化修复放射性污染提供理论依据和技术支持。

摘要：为了给我国高放废物地质处置地下实验室工程设计提供应力边界条件,采用水压致裂法,在场址内部的4个钻孔中进行地应力测量,完成90段压裂试验和34段水压裂隙印模试验,根据测得的地应力及其方向,揭示场址应力场的分布特征。基于场址地应力分布规律,结合室内测定的场址岩石启裂应力参数,根据地下实验室初步设计方案,进行地下实验室主体结构受力行为数值模拟。研究结果表明:场址岩体地应力随深度的增加表现出逐渐增大的趋势,在深度为60~600 m范围内,最大水平主应力(σH)小于25 MPa,与场址钻孔岩石的单轴压缩强度相比为低地应力水平。同时,σH普遍大于垂直应力(σv),表明场址地应力场主要受水平构造应力的控制。此外,所有测点的σH方向均为NE,优势方向为NEE,平均为N55°E,与北山预选区地壳运动速度矢量基本一致。获得了斜坡道、竖井和水平巷道启裂指标的分布特征,为完善试验巷道和硐室的布置方案提供了科学依据。

摘要：在裂隙岩体地下工程中,渗透性能是工程场地水文地质条件最为关注的关键因素之一,对工程场地最终安全性能评价起着至关重要的作用.以我国沿海某核设施花岗岩场地为研究对象,采用Pilot Point调参方法、PEST并行反演程序及3D克里金插值方式,表征裂隙岩体的渗透空间结构.研究表明:该方法可较好地拟合稳定条件下钻孔水位,验证地下水位动态演化趋势;建立的参数化渗透结构模型在实测数据分布的区域反演结果更为精细,模型参数的综合灵敏度程度受观测水位的位置、数量及变程等影响.Pilot Point方法一定程度上可以识别裂隙介质渗透结构的空间差异性,有助于进一步提升裂隙介质渗流模拟预测能力.

摘要：我国首个高水平放射性废物地质处置地下实验室已经开工建设。结合工程研发过程,借助现场试验等手段,建立我国高放废物处置库多重屏障系统模型是地下实验室研究的重要任务之一。开展核心处置单元温度场演化过程模拟分析是验证和优化多重屏障系统设计方案的重要手段。结合瑞典和日本的研究经验,根据我国地下实验室场址岩体的导热性能和赋存条件,开展了核心处置单元温度场数值模拟研究,获得温度场演化规律。研究表明:(1)北山地下实验室场址花岗岩具有良好的导热性和赋存条件,可有效包容和传导高放废物产生的热量,是良好的天然屏障;(2)根据温度场演化模拟结果,可通过缩小处置坑间距,优化处置库单元的设计参数。研究成果为我国处置库概念设计提供参考依据。

摘要：我国高放地质处置库“三步走”战略稳步推进,研究缓冲/回填材料砌体结构力学性能及其破坏特性,可为缓冲/回填材料砌体结构的设计,以及砌块的地面堆砌储存提供基础数据。本文采用合适的压制路径将高庙子钠基膨润土粉末压制成砌块,并采用干砌方法堆砌成砌体墙,设计并进行了砌块单元间界面性能试验和轴心抗压试验,得到了砌块单元间界面剪切强度与剪切位移关系,分析了砌体墙应力-应变曲线和破坏形态。试验结果表明,砌体墙变形破坏经历特性变形、局部裂纹扩展、竖向裂纹贯通、失稳破坏和残余变形几个阶段。砌体墙的第一条裂隙出现在单个砌块单元内部,反映了砌块单元的压制质量是控制砌体墙工程性能的重要影响因素之一。基于试验数据,通过对比分析施楚贤、朱伯龙、TURNSEK和HODGKINSON及仲继清的本构关系发现,在峰前上升曲线段采用试验数据对仲继清模型参数进行修正,获得的理论应力-应变曲线与试验曲线较为吻合。

摘要：[目的]研究基岩地区地表风化层渗透特性,寻求其渗透系数的确定方法,可为孔隙—裂隙岩体地下工程的性能评价提供科学依据。[方法]以中国南部沿海花岗岩为研究对象,采用张力入渗仪,重点针对基岩风化层开展入渗试验研究,利用非线性回归法、多压力法、WS方法以及瞬态方法中的单盘测定法计算渗透系数,开展不同方法的综合对比与地质统计分析,确定研究区场地基岩表层风化层的渗透系数及其空间分布规律。[结果]①研究区基岩全风化层渗透系数分布在0.023~3.918 m/d,平均渗透系数约为0.971 m/d,与经验值相符;②研究区地形较高处基岩风化层渗透能力相对较强,地形较低处渗透能力较弱;③不同计算方法获得的渗透系数存在一定的差异性;④多压力方法更适合研究区基岩风化层渗透系数的确定。[结论]研究区基岩风化层渗透系数可采用张力入渗仪和多压力方法确定,其渗透性能整体较弱。

摘要：按照“选址—地下实验室—处置库”的“三步曲”式研发战略,我国首个高放废物地质处置地下实验室已顺利开工建设。为了满足处置库选址阶段安全评价要求,同时为地下实验室实验设计提供支撑,发展适用于地下实验室场址的处置库概念设计已成为当前亟待开展的工作。各国处置库研发过程中,普遍采用系统方法对不同概念设计进行比较,以确认或完善其设计。本研究基于对瑞典、芬兰、美国和英国等国相关研究的调研,对比了不同国家处置库概念设计比选评价方法与评价准则,分析表明:各国相关研究具有形式严谨、评价分阶段、评价准则综合性强和决策具有灵活性等共同特征,同时,在比较前提、候选方案和评价因素等方面存在差异。基于调研分析结果,提出主要建议如下:1)借鉴国外相关研究经验,从长期性能与安全、工程技术,以及成本和场址有效利用三方面,建立我国处置库概念设计评价方法与评价准则。2)基于地下实验室场址条件和我国源项特征,开展概念设计比选评价研究,提出适用于地下实验室场址的处置库概念设计。

摘要：抗剪强度是缓冲/回填材料机械缓冲性能的评价指标之一。使用单轴压实法制备缓冲/回填材料大型砌块并利用钻孔取芯获得其不同位置处代表性试样,通过直剪试验测定砌块的抗剪强度。实验结果表明:取芯方法对大型砌块剪切试验结果有较大影响;总体上看试样的抗剪强度越大,其发生剪切破坏时的剪位移越小。干密度1.79 g·cm-3,含水率13.70%的1/8型扇形砌块的粘聚力为1.395 MPa,内摩擦角为26.18°。首次获得了米级尺度大型缓冲材料砌块及大型回填材料砌块的抗剪强度参数,为缓冲/回填材料的设计以及数值模拟工作提供了重要的输入条件。

摘要：高放废物处置库运行后,近场围岩将长期处于热—水—力耦合环境中,其力学及渗透特性对处置库性能评价至关重要。我国高放处置库北山预选区围岩是典型的稀疏裂隙花岗岩体,含裂隙花岗岩的蠕变特性直接关系着处置库的长期安全性能。为此,首先通过水射流和线切割技术、裂隙表面封堵和岩样端部组合密封,解决了热—水—力耦合三轴试验中含裂隙花岗岩样品的制备和密封难题。在此基础上,开展了分级加载三轴蠕变试验。试验结果表明:在多场耦合条件下,含裂隙花岗岩三轴蠕变强度约为三轴强度的80%,蠕变变形随轴向荷载水平的升高而增大,且横向蠕变比轴向蠕变更明显;对应岩样的压密段和裂纹扩展段,轴向应变率和渗透率均呈现先减小后增大的趋势;渗透压差相等时,裂隙内部较大的渗透水压会导致岩样峰值强度降低,并产生更大的横向蠕变变形。该成果为处置库选址和围岩评价、处置库工程设计和建设提供了科学保障。

摘要：在核设施场址筛选和长期性能安全评价中,地下水化学特征是最重要的因素之一.本文采用数理统计、离子比例法、同位素分析法以及水文地球化学模拟等方法,对沿海某核设施场址水化学特征及主要控制因素、地下水补给来源与年龄等进行了分析,并构建了该场址地下水循环演化模式.研究表明:场址地下水中TDS较低,pH值多呈弱酸性;地下水化学类型主要为HCO_(3)-Na·Ca型和HCO_(3)-Ca·Na型;水化学组分主要受硅酸盐岩风化作用的控制;地下水主径流路径上以钠长石、钙长石的风化溶解为主;地下水来源于当地大气降水入渗补给,硐室深度范围内地下水14C表观年龄为2.08~3.60 ka.该场址地下水化学特征及水循环交替条件对于保障该核设施的安全性是有利的.