高放废物的安全处置问题是一个受到广泛关注的世界性难题。世界各国多年的研究表明,深层地质处置高放废物是唯一永久可行的工程解决方法。深层地质处置库中核废料的屏障系统有废物罐、缓冲材料和天然围岩。膨润土的膨胀性高、渗透性极低和核素吸附性能优良,故非常适合作为废物罐和天然围岩之间的缓冲材料。经过长期的筛查,内蒙古兴和县的高庙子膨润土已成为我国缓冲材料的首选。高放废物深层地质处置库中的缓冲层是由压实膨润土块砌成。由于季节和天气的影响,在贮存、搬运以及安装过程中,湿度会发生变化,而且压实膨润土块是在工厂中预制成不同干密度的膨润土块,搬运至现场或现场安装时,需要绑扎起吊,在这一过程中膨润土块某些部位可能会受到拉应力的作用,因此需要知道不同湿度、不同干密度压实膨润土块的抗拉强度。在将来处置库工程中,膨润土砌块在工厂预制中后因施工工序等原因,可能被放置较长时间,其抗拉强度是否下降较大?这些是工程设计施工中的关心事项。因此,本文主要研究在不同干密度、不同含水率和不同静置时间条件下的压实高庙子膨润土的抗拉强度,并建议预测压实高庙子膨润土抗拉强度的公式,为今后的核废料处置工程设计和施工提供参考。具体研究内容及结论如下:1.对制样刚完成的不同干密度和含水率试样分别进行直接拉伸试验和巴西劈裂试验研究。研究结果表明,抗拉强度与含水率、干密度有关。抗拉强度随着干密度的增大而逐渐增大,干密度越大,抗拉强度越大。而与含水率的关系是随着含水率的增大抗拉强度先增大后减小。两种试验方法(直接拉伸试验和巴西劈裂试验)测得数据有所不同,这可能与制样方式和试样的各向异性有关。2.研究了静置时间对不同干密度和含水率压实高庙子膨润土试样抗拉强度的影响。保持含水率和干密度不变,将试样分别静置0、7、15、30、90天,利用巴西劈裂试验测其抗拉强度。结果表明,高庙子膨润土压实样的抗拉强度随静置时间的增长而减小;静置早期,强度下降较快;静置时间超过一定天数后,其抗拉强度逐渐趋于稳定。结合膨润土的孔径分布变化情况,认为压实膨润土试样抗拉强度随静置时间减小的原因为:随压实膨润土静置时间的增加,土中水分子逐渐向蒙脱石层间移动,蒙脱石水化、晶层吸水逐渐展开,使得颗粒分割,颗粒间连接变弱,从而使抗拉强度降低。3.采用VG、Fredlund-Xing模型,拟合高庙子膨润土压实样土水特征曲线。利用现有抗拉强度的预测公式对不同含水率压实高庙子膨润土的抗拉强度进行预测。结果表明,Lu-Likos公式预测得到的抗拉强度与实测抗拉强度相差很远。在Varsei的预测抗拉强度公式基础上,采用Fredlund-Xing模型,建议预测非饱和压实高庙子膨润土抗拉强度的方法。根据实测的结果确定预测公式中的参数Ψ_r,a和ξ,使预测值与实测数值能较好吻合。结果表明,参数Ψ_r,a和ξ与干密度大致呈线性关系,从而可预测不同干密度和饱和度压实高庙子膨润土试样的抗拉强度,具有一定的实用性。