[发明专利]基于蒙脱石的有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法

权利要求书

1.基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)基于选定的一种膨润土进行膨润土的室内试验，根据试验结果、竖直处置方式、缓冲材料设计指标要求选取膨润土制备的安装前缓冲材料干密度的标准值；

(2)根据上述膨润土制备的安装前缓冲材料干密度的标准值、膨润土的蒙脱石含量标准值计算得到膨润土中蒙脱石的有效干密度ρ'；

(3)根据上述安装前缓冲材料的干密度的标准值、蒙脱石的有效干密度ρ'、膨润土中蒙脱石的含量计算得到不同蒙脱石含量的安装前缓冲材料的干密度ρ_db；

(4)根据不同蒙脱石含量的安装前缓冲材料的干密度ρ_db、安装过程中的各个工况，得到满足处置库要求的安装后缓冲材料砌块的平均干密度ρ_d；

(5)根据上述安装后缓冲材料砌块的平均干密度计算得到满足高放废物深地质处置库对缓冲材料要求的安装后缓冲材料砌块的饱和密度ρ_sat。

2.根据权利要求1所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：所述步骤(2)中，所述蒙脱石的有效干密度ρ'通过公式得到，所述公式为：

其中，ρ'为膨润土中蒙脱石的有效干密度；R为膨润土中非膨胀性粘土的质量占比；1-R为膨润土中蒙脱石含量占比；ρ_db为安装前缓冲材料的干密度；ρ_非clay为非膨胀性粘土的干密度2.780g/cm³。

3.根据权利要求2所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：所述步骤(3)中，同一种膨润土，蒙脱石的有效干密度为定值，以所述蒙脱石的有效干密度通过上述公式计算得到不同蒙脱石含量的安装前缓冲材料的干密度ρ_db。

4.根据权利要求1所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：所述步骤(4)中，安装后的缓冲材料环形砌块(2)的平均干密度ρ_d通过公式计算得到，所述公式为：

其中，ρ_d为处置孔中安装后缓冲材料环形砌块(2)的平均干密度；ρ_db安装前缓冲材料的干密度；ρ_dp为膨润土松散颗粒的干密度；S_c为外间隙(4)的横截面积；S_t为处置孔横截面面积与处置容器(3)横截面面积之差；d_s为处置孔中内间隙(5)与安装后缓冲材料环形砌块(2)的横截面面积之比。

5.根据权利要求1所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：所述步骤(3)中，处置孔中安装后缓冲材料实心砌块(1)的平均干密度ρ_d通过公式计算得到，内间隙(5)与处置孔中安装后缓冲材料实心砌块(1)的横截面积之比为零，所述公式为：

其中，ρ_d为处置孔中安装后缓冲材料实心砌块(1)的平均干密度；ρ_db为安装前缓冲材料的干密度；ρ_dp为膨润土松散颗粒的干密度；S_c为外间隙(4)的横截面面积；S_t为处置孔横截面面积与处置容器(3)横截面面积之差。

6.根据权利要求1、4、5任一项所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：所述安装后缓冲材料砌块包括所述安装后缓冲材料实心砌块(1)和安装后缓冲材料环形砌块(2)；所述安装后缓冲材料实心砌块(1)位于处置容器(3)的顶部和底部；所述安装后缓冲材料环形砌块(2)位于所述处置容器(3)的四周。

7.根据权利要求1、4、5任一项所述的基于蒙脱石有效密度确定缓冲材料设计参数指标的方法，其特征是：外间隙(4)为处置孔围岩与安装后缓冲材料砌块之间的间隙；内间隙(5)为处置容器(3)与安装后缓冲材料砌块之间的间隙；所述外间隙(4)的宽度为25～80mm，所述内间隙(5)的宽度为5～10mm。