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本文以高庙子膨润土(GMZ001)及其含砂混合料为对象,以改进的温控土工三轴仪和高精度温控箱为主要工具,对其在不同干密度、含砂率、含水率、温度、围压下的三轴抗剪强度、变形特性以及非线性参数进行了深入系统的试验研究和理论分析,主要研究结果如下：(1)在抗剪强度方面,随着含水率升高,试样抗剪强度急剧下降,内摩擦角和粘聚力也会显著下降,而围压的升高则会使试样抗剪强度提高；在干密度较低的情况下,试样抗剪强度随着温度的升高而升高,而在干密度较高的情况下,试样抗剪强度随着温度的升高而降低。(2)体应变方面,随着温度升高,试样的剪缩现象越来越不明显,有些甚至出现了剪胀；围压越大,随着轴向应变增加,试样的剪缩现象越明显；纯膨润土在低围压条件下,含水率变化对试样体积变化的影响不明显,而在高围压条件下,随着含水率的增加,试样体应变总体上呈现不断减少的趋势；膨润土-砂混合料试样的体应变随着含水率的升高不断减小,且在围压较低的情况下,随着含砂率升高,试样的体应变不断增加,而在围压较高的情况下,这种变化却并不明显(3)强度参数方面,通过对试验中所得的81个纯膨润土试样和96个膨润土-砂混合料的粘聚力和内摩擦角分别进行拟合,分别得到纯膨润土和膨润土-砂混合料在不同干密度(限于1.4g/cm3、1.6g/cm3和1.8g/cm3)、不同含水率(5%到25%)、不同含砂率(0%到45%)以及不同温度(20℃到80℃)条件下,粘聚力c和内摩擦角φ的拟合公式。在干密度较低的条件下(限于1.4g/cm3、1.6g/cm3),随着温度升高,试样粘聚力c是不断增加的,而在干密度较高的条件下,(限于1.8g/cm3),随着温度升高其粘聚力c是不断减小的。随着含水率的升高,粘聚力c和内摩擦角φ也是不断减小的,温度对内摩擦角φ几乎没有影响。(4)非线性变形参数方面,在干密度1.4g/cm3和干密度1.6g/cm3的情况下,随着温度的升高,试样的初始杨氏模量大致都是不断增加的；在干密度1.8g/cm3的情况下则刚好相反。随着含水率的升高,所有试样初始杨氏模量总体上也是不断减少的,而混合料泊松比和破坏比略有升高,纯膨润土的破坏比却基本不受含水率影响。随着围压升高,纯膨润土试样的破坏比呈现不断增加的趋势,泊松比则不断减小；而混合料的破坏比和泊松比随着围压升高不断降低。本文的研究成果为未来我国高放废物地质库中缓冲材料的设计和选取提供了基本资料和科学依据。