缓冲材料是高放废物地质处置库的最后一道工程屏障,直接与处置库围岩接触,其重要作用之一是充填封闭围岩裂隙。在缓冲材料与围岩的接触面,缓冲材料在围岩裂隙水长期而缓慢的作用下水化膨胀,充填缓冲材料与围岩之间的施工缝隙并逐渐封闭围岩裂隙。然而在一定条件下,膨胀进入裂隙内的膨润土可能被裂隙地下水侵蚀,影响缓冲/回填材料的长期安全功能。本文以我国高放废物地质处置库首选缓冲/回填材料——高庙子膨润土为研究对象,在掌握高庙子膨润土基本工程性能的基础上,通过开展不同形式的侵蚀试验,掌握高庙子膨润土发生侵蚀的条件、参数及其机理,分析土-岩界面膨润土的稳定性。取得的主要研究成果如下:1.通过对高庙子膨润土开展压实试验、膨胀力试验、渗透试验等,查明了其基本工程性能。研究发现,高庙子膨润土在去离子水和BS28地下水饱和时的最大膨胀力基本无差别。最大膨胀力随最终干密度增大而呈指数增大,而饱和渗透系数随干密度呈指数减小。施工接缝的存在极大影响了膨润土整体的密度进而使得膨胀力随接缝增大呈近似指数减小;无论有无接缝,最终干密度相同的试样最大膨胀力基本相等,仍可使用最终干密度-膨胀力之间的指数关系对膨胀力进行预测和计算。在干燥的压实高庙子膨润土中添加30%～35%的石墨粉,可使其导热系数达到与北山花岗岩相当的水平,温度对纯膨润土及膨润土-石墨混合材料的导热系数影响不大。2.采用膨胀渗透仪浸水饱和压实高庙子膨润土样品,通过监控循环流经试样表面侵蚀溶液的浊度以及膨胀力随时间的变化,获得高庙子膨润土发生侵蚀的条件及影响因素,研究了流量、地下水成分及浓度、模拟裂隙大小等因素与侵蚀的关系,查明了北山地下水-高庙子膨润土体系中膨润土发生化学侵蚀的可能性。试验结果表明,饱和膨润土在极低流量（1m L/min）的去离子水流动条件下即会出现明显的颗粒侵蚀现象,在侵蚀发生的数小时内膨胀力普遍下降20%以上;膨胀力下降幅度及侵蚀颗粒量与进水流量存在正相关关系;侵蚀过程一般不会持续发生,被侵蚀带走的固体颗粒主要成分是蒙脱石。BS28地下水或浓度高于1g/L的Na Cl溶液为侵蚀溶液时高庙子膨润土不发生侵蚀,而BS28地下水被稀释至TDS为现有值的1/8时,或Na Cl溶液浓度低于0.5g/L时,膨润土颗粒大量流失,膨胀力下降。高庙子膨润土接触不同浓度流动的Ca Cl2溶液时仅有极微量颗粒被侵蚀,不影响其膨胀力。因此,离子浓度和种类是影响膨润土侵蚀的重要因素,离子浓度越高膨润土越不易发生化学侵蚀,二价阳离子能够降低侵蚀的可能性。这主要是因为土-水体系的离子浓度和种类影响膨润土胶体颗粒的产生及稳定性。3.采用透明材料设计加工模拟裂隙试验装置,控制裂隙开度为0.1～1.5mm。使用蠕动泵将去离子水、北山地下水、盐溶液等以一定流速泵入试验装置,试验过程中监测膨润土试样膨胀挤入裂隙的过程,分析流出溶液中膨润土颗粒含量,揭示侵蚀溶液种类、水流速度、裂隙开度及倾角与膨润土挤入裂隙及侵蚀行为的相互关系。研究发现,膨润土膨胀挤入裂隙的距离与其蒙脱石含量、初始干密度成正比,与裂隙水溶液的离子浓度成反比。侵蚀颗粒量、膨胀距离随裂隙开度增大而增大。在高离子浓度膨润土不发生侵蚀时,裂隙倾角对挤入裂隙膨润土的影响较小,而在发生侵蚀的情况下,裂隙倾角也即重力的作用明显,加速膨润土侵蚀,且与水平裂隙时主要为胶体颗粒随水流迁移的侵蚀机制不同,挤入裂隙的膨润土出现结构失稳。裂隙倾角对膨润土侵蚀的影响与裂隙开度有关,裂隙开度越大则倾角加速膨润土颗粒沉降的作用越明显。杂质矿物圈层是水平裂隙条件下阻止侵蚀持续进行的原因,但裂隙有较大倾角（≥45°）时杂质矿物对侵蚀的限制或延缓作用不明显。4.高庙子膨润土胶体的稳定性与离子浓度有密切关系,离子浓度增大使分散均匀的胶体发生凝聚。与一价的Na+相比,二价的Ca2+能更有效引发胶体的凝聚。高庙子膨润土胶体在低p H时不稳定,易聚沉,但在中性及碱性条件下可以稳定存在。由电解质浓度升高或p H值降低引起的胶体凝聚过程是可逆的。膨润土胶体在北山花岗岩（颗粒）中的迁移随胶体溶液p H升高、离子浓度降低而加快。5.通过系统的试验证实BS28地下水-高庙子膨润土体系中胶体无法稳定存在,因此使用不同形式的试验装置均未观察到高庙子膨润土被BS28地下水化学侵蚀。