本书是一本关于我国拟建深地质处置库的首选缓冲/回填材料——内蒙古高庙子(GMZ)膨润土研究的成果专著。系统介绍了申请人及其团队围岩地下水、库内核素衰变热、围岩应力和地下水(核素)化学等耦合作用下，GMZ膨润土的水力屏障、力学屏障、化学屏障与热力学屏障性能的研究成果。全书共分六篇十七章，内容涵盖：高压实膨润土与学术思路，以及高压实膨润土的水力屏障性能、力学屏障性能、化学屏障性能、热力学屏障性能和高压实膨润土的热-水-力-化耦合本构模型。研究内容涉及到非饱和土力学、岩体力学、工程地质学、水文地质学、工程材料学、放射性化学等众多学科领域，且具有极强的交叉性。

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2002～2003 法国路桥大学土力学研究中心博士后 1995～2000 同济大学地下建筑与工程系在职博士生 1985～1988 同济大学地下建筑与工程系硕士研究生 1981～1985 合肥工业大学地质系水文地质工程地质专业2003.6—今 地下建筑与工程系 教授、博士生导师 （2002.4—2003.3 法国路桥大学博士后） 1998.6—2003.5 地下建筑与工程系 副教授 1991.6—1998.5 地下建筑与工程系 讲师 1988.4—1991.5 地下建筑与工程系 助教上海市地质工程重点学科带头人、2018~2022年教育部高等学校地质类专业教学指导委员会委员。

目录
序
前言
第一篇 绪论
1 深地质处置基本概念与发展概况 3
1.1 放射性废物的来源与分类 3
1.2 放射性废物处置 11
1.3 高放废物深地质处置发展概况 22
1.4 本章小结 34
参考文献 35
2 深地质处置缓冲/回填材料 38
2.1 缓冲/回填材料的性能要求与膨润土基本特征 38
2.2 高压实膨润土 44
2.3 膨润土-砂混合物 47
2.4 膨润土颗粒混合物 48
2.5 膨润土颗粒混合物的堆积干密度 55
2.6 膨润土颗粒混合物的堆积均匀性 84
2.7 本章小结 94
参考文献 94
3 处置库热-水-力-化(THMC)耦合环境与膨润土缓冲性能 101
3.1 处置库热-水-力-化(THMC)耦合环境 101
3.2 高压实膨润土的屏障性能 115
3.3 本章小结 127
参考文献 127
第二篇 高压实膨润土的水力屏障性能
4 高压实膨润土的持水特性与持水曲线模型 141
4.1 持水曲线的基本概念 141
4.2 试验原理与方法 146
4.3 考虑边界条件的高压实膨润土持水特性 154
4.4 考虑干密度影响的高压实膨润土持水特性 159
4.5 考虑温度影响的高压实膨润土持水特性 161
4.6 考虑化学影响的高压实膨润土持水特性 171
4.7 高压实膨润土的持水特性模型 187
4.8 结论 208
参考文献 209
5 高压实膨润土的渗透特性及其模型 215
5.1 高压实膨润土的饱和渗透特性 215
5.2 高压实膨润土的非饱和渗透特性 246
5.3 高压实膨润土的渗透系数模型 279
5.4 本章小结 289
参考文献 289
6 高压实膨润土的气体迁移特性 293
6.1 概述 293
6.2 气体渗透测试技术 298
6.3 气体渗透特性 322
6.4 气体突破特性及其甄别模型 348
6.5 本章小结 391
参考文献 391
第三篇 高压实膨润土的力学屏障性能
7 高压实膨润土的膨胀特性 399
7.1 高压实膨润土的膨胀力特性试验研究 399
7.2 高压实膨润土的膨胀变形特性 457
7.3 膨胀归一化概念 500
7.4 本章小结 502
参考文献 503
8 非饱和压实膨润土的压缩特性 508
8.1 温-湿(吸力)-力-化学耦合控制的高压固结仪装置 508
8.2 吸力影响下非饱和膨润土的压缩特性 515
8.3 考虑温度影响的非饱和膨润土压缩特性 527
8.4 考虑化学影响的非饱和膨润土压缩特性 532
8.5 非饱和膨润土体变时效特性 540
8.6 非饱和膨润土一维压缩特性及其各向异性 554
8.7 本章小结 564
参考文献 565
9 高压实膨润土的非饱和抗剪强度 569
9.1 三轴试验 569
9.2 试验结果 573
9.3 非饱和抗剪强度 580
9.4 本章小结 587
参考文献 587
第四篇 高压实膨润土的化学屏障性能
10 GMZ膨润土对稀土离子的吸附特性 591
10.1 吸附试验方法 591
10.2 吸附动力学 592
10.3 固液比对GMZ膨润土吸附性能的影响 595
10.4 溶液pH 对GMZ膨润土吸附性能的影响 597
10.5 离子强度对GMZ膨润土吸附性能的影响 600
10.6 温度对GMZ膨润土吸附性能的影响 602
10.7 GMZ膨润土的等温吸附模型 604
10.8 GMZ膨润土吸附机理 606
10.9 本章小结 608
参考文献 608
11 GMZ膨润土中核素的扩散特性 610
11.1 扩散试验方法 610
11.2 离子种类对GMZ膨润土扩散特性的影响 613
11.3 离子强度对GMZ膨润土扩散特性的影响 614
11.4 pH 对GMZ膨润土扩散性能的影响 616
11.5 干密度对GMZ膨润土扩散性能的影响 617
11.6 GMZ膨润土对扩散的阻滞机理 619
11.7 本章小结 620
参考文献 621
12 改性GMZ膨润土的化学阻滞特性 622
12.1 膨润土的改性方法 622
12.2 改性GMZ膨润土的制备 623
12.3 改性GMZ膨润土的吸附性能 625
12.4 改性GMZ膨润土的扩散性能 635
12.5 本章小结 636
参考文献 637
第五篇 高压实膨润土的热力学屏障性能
13 高压实膨润土的导热系数 641
13.1 导热系数的测量 641
13.2 高压实膨润土及其混合物的导热特性 643
13.3 氧化石墨烯改性膨润土的导热特性 652
13.4 压实膨润土的导热各向异性 660
13.5 膨润土颗粒混合物的导热特性 670
13.6 本章小结 693
参考文献 694
14 高压实膨润土水-热耦合模型试验 697
14.1 试验方法 697
14.2 试验结果与分析 701
14.3 数值模拟 707
14.4 本章小结 727
参考文献 727
第六篇 高压实膨润土的热-水-力-化耦合本构模型
15 高压实膨润土的水-力耦合本构模型 733
15.1 水-力耦合本构模型框架 733
15.2 参数标定 745
15.3 模型验证与分析 747
15.4 本章小结 752
参考文献 752
16 高压实膨润土的热-水-力耦合本构模型 753
16.1 不同热-水-力路径下的本构特征 753
16.2 基本假设与模型架构 765
16.3 等向应力状态下的本构描述 767
16.4 三轴应力状态下的本构描述 776
16.5 模型验证与分析 780
16.6 本章小结 786
参考文献 787
17 高压实膨润土的化-水-力耦合模型 789
17.1 化-力耦合体变的微观概念模型研究 789
17.2 盐化-淡化循环体变的微观概念模型研究 798
17.3 不同化-水-力路径下的本构特征 802
17.4 化-水-力耦合模型基本架构 814
17.5 加卸载路径的本构描述 831
17.6 吸湿-脱湿循环路径的本构描述 835
17.7 盐化-淡化循环路径的本构描述 846
17.8 模型验证与分析 848
17.9 本章小结 861
参考文献 862
18 非饱和膨润土时效性本构模型 867
18.1 岩土材料时效性模型研究进展 867
18.2 时效性本构特征 872
18.3 膨胀特性时效性模型 879
18.4 压缩特性时效性模型 884
18.5 本章小结 893
参考文献 894