岩洞型低中放废物处置库设计建造关键问题分析

在介绍国内核电低中放废物的生产和处置现状的基础上,对比IAEA和国内法规,分析了对长寿命低中放废物进行岩洞处置的必要性和紧迫性。根据国外岩洞型低中放废物处置库的建造情况,重点分析了国内该型处置库在设计建造时需关注的关键问题,并提出了相关建议。如建议我国处置库采用巷道与筒仓相结合的分开堆放形式;洞室内外应设置多重防排水设施,且内外排水分开设计;对处置区进行分区设置,合理布置通风系统等。     

低渗透岩石渗透率与孔隙率演化规律的气渗试验研究

低渗透岩石是地下石油和天然气储存、CO2储存、核废料处置的主要介质和地质环境,也是水利水电等工程建设中常见的一种复杂介质。利用河海大学与法国国家科研中心里尔力学研究所共同研发的低渗透岩石惰性气体渗透试验系统,以氩气为渗透介质,测试了3种低渗透岩石在不同围压作用下的有效孔隙率和气体渗透率的变化规律,分析和讨论了孔隙率和渗透率随围压的变化关系以及孔隙率与渗透率之间的函数关系。试验结果表明,对低渗透岩石,随着围压的增大,孔隙率和渗透率呈指数函数关系递减,试样BSE微观结构图像结果也表明了围压与孔隙结构的相关关系;在不考虑孔隙坍塌效应时,渗透率与孔隙率之间符合幂函数关系。     

华南地区典型土壤渗透性的改良配置研究

为改善我国华南地区土壤黏性大、渗透性差的问题,研究华南地区土壤与落地灰、砾石、沸石、海砂、草根和枯树叶等多种材料的改良配置,测试不同重量配比下试验土壤的渗透性,获取不同有机、无机材料对典型土壤自然入渗能力的改善效果(包括各种材料的单独作用和择优性混合作用效果)。结果表明:单材料试验中,低重量配比的草根和枯树叶试验土壤的峰值入渗速率分别为0.178 mL/s和0.163 mL/s,且有机材料的改良效果优于无机材料。高重量配比的5～9 mm砾石和5～9 mm落地灰试验土壤分别在重量配比为40%和60%情况下,峰值入渗速率达0.338 mL/s和0.717 mL/s,在同重量配比的所有材料里具有最佳入渗效果。多材料混合试验中,枯树叶、5～9 mm砾石和5～9 mm落地灰相结合的试验土壤实现最佳入渗效果。研究成果为改善华南地区土壤渗透性能提供科学依据。     

深水库淹没区岩土体文物异地模拟展示选址研究——以皎平渡渡口山洞遗址为例

水库建设将影响淹没区内文物古迹的保存,岩土体文物具有本体和赋存载体不可分割的整体性特征,在水库淹没较深的情况下,无法进行整体搬迁或就地保护展示,因此原址覆盖保护、异地模拟展示便成为保留文物信息和价值的首选方法,其中选址即为最重要的环节之一。以乌东德水库淹没区的皎平渡渡口山洞遗址为例,在详细调查山洞遗址文物和拟选场地信息的基础上,采用层次分析法,建立以最优选址为目标层、6个指标为准则层、14个指标为子准则层、5处选址为方案层的层次结构,逐层逐个指标构建判断矩阵,通过计算和检验最终确定1号场址为最佳模拟展示场址。分析同时证明,层次分析法是一种可实现综合兼顾各种定量与定性因素的决策方法,适用于水库淹没区文物异地模拟展示及迁移复建选址方案的决策评价。     

无粘性土石混合料K-G模型参数研究

结合西部交通建设科技项目和某高速公路工程建设,对广泛分布于西南地区的中生界红色碎屑岩形成的无粘性土石混合料,按平均应力P等于常数的特殊应力路径进行了大型三轴试验,并按修正的Naylor K-G模型的方法求解了这类土石混合料的K-G模型参数。     

岩体饱和/非饱和渗流表征单元体积浅析

岩体渗流表征单元体积(REV)是衡量等效连续介质渗流模型实用性的重要标准，也是数值计算中对岩体渗流进行网格剖分的基本尺度。本文从统计分析角度导出了岩体饱和渗流REV的表达式，从机理分析角度探讨了单裂隙非饱和渗透率表征单元面积(REA)随饱和度变化的关系。提出“REV-REA相似扩大假想”，建立了岩体非饱和渗流表征单元体积与单裂隙非饱和渗透率表征单元面积的相似对应关系。计算表明，在中等饱和度下单裂隙渗透率REA较小，而在低饱和度及接近饱和状态下单裂隙渗透率REA较大，文中从饱和度变化与沟槽流发育程度的关系对这一变化趋势进行了合理解释。算例中，采用开度分布的随机均匀场定量分析了单裂隙非饱和渗透率REA与饱和度的变化关系，基于REV-REA相似扩大假想求取了岩体非饱和渗流REV的大小。     

粗颗粒土渗透系数及土体渗透变形仪的研制

针对目前还没有合适的室内试验仪器测试巨粒混合土的渗透系数和巨粒混合土发生渗透破坏时的临界水力梯度的现状,研制了粗颗粒土渗透系数及土体渗透变形测试仪。该仪器最大的特点是根据巨粒混合土中含有细粒土致使土体难以饱和的特点,在仪器上设置了密封抽气饱和装置,可以对土样进行抽气饱和。结合工程实践对不同级配的土体进行了渗透及渗透变形试验,试验测得的土体渗透系数和临界水力梯度与理论计算的结果非常接近,部分试验成果已应用于工程实践。     

建筑废弃料对改良土壤蓄渗效果的试验及模拟研究

为了解决我国华南地区土壤质地黏重、渗透性能极差,无法及时排干随着不透水路面剧增而增长的城市径流雨水的问题,依据生物滞留池典型构造原理制备实验室自制滤柱装置,通过测试不同重现期下滤柱装置的下渗曲线,以评估不同粒径级配的建筑废弃料对土壤蓄渗的改良效果。结果表明:中小雨强下符合华南地区土壤特征和降雨条件的最优建筑废弃料粒径级配为5~9mm,且随着降雨重现期的增加,蓄渗改良效果更为明显,产渗流时间也显著提前;在SWMM中构建LID生物滞留池模块,根据试验结果进行模型率定,可为生物滞留池提供合理设定参数。研究成果拓展了建筑废弃料在低影响开发措施中的应用,以期为华南地区大规模海绵城市低影响开发措施的土壤蓄渗改造提供科学参考和评估工具。     

花岗岩残积土垂直层次抗剪强度变异性研究

花岗岩残积土广泛分布于我国南方,它具有特殊的土壤力学性质,研究花岗岩残积土垂直层次抗剪强度变异性及其影响因素对于指导工程施工及解释崩岗发生演变具有十分重要的意义。对花岗岩残积土进行多点采样,通过对花岗岩残积土不同层次的土壤进行基本性质测定,研究了土体在垂直层面上抗剪强度的变异特性及影响因素。研究发现:花岗岩残积土土体垂直层次之间的抗剪强度差异较大,这种差异主要体现在内摩擦角的变化上;影响花岗岩残积土抗剪强度指标的主要因素为水分含量以及砂粒含量;同时考虑水份和砂粒含量两项因素时,一定含水率范围内,抗剪强度随含水率的降低、砂粒含量的增多而增大,凝聚力总体随含水率降低而升高,随砂粒含量的增大而减小,内摩擦角总体随含水率降低而升高,随砂粒含量的增多而增大。     

我国南方崩岗侵蚀现状调查

崩岗是在水力和重力作用下山坡土体受破坏而崩坍和冲刷的侵蚀现象,是沟壑侵蚀的一种特殊形式。崩岗侵蚀不仅破坏土地资源,淤积河道、农田及水利设施,冲毁桥梁、道路、民房,而且给当地生态安全形成巨大威胁,同时也严重制约和阻碍了当地区域经济的发展。为此,开展了大规模崩岗调查,准确地掌握了南方崩岗分布情况、数量和发展趋势,以为开展崩岗治理提供决策依据。