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缓冲回填材料作为高放废物处置中重要的人工屏障材料之一。目前,无论采用原位压实法还是砌块拼装法安装缓冲回填材料,都需要用颗粒膨润土(一种高密度的膨润土颗粒)来回填工程接缝和封闭处置巷道。级配是影响颗粒膨润土现场安装密实度的重要因素之一,因此研究级配与颗粒膨润土堆积和静力压实性质的关系将有助于提高缓冲回填材料的现场安装密度。将膨润土砌块压碎过筛制备成10-5mm,5-2mm,2-1mm,1-0.5mm,0.5-0.25mm五组颗粒膨润土粒组。利用高频振筛机底座对颗粒膨润土粒组进行两两混合振动堆积试验并测量紧密堆积密实度,从而对线性堆积密实度模型(LPDM)进行修正。利用两两混合和多组分混合的颗粒膨润土对修正后的线性堆积密实度模型进行验证。据修正后的线性堆积密实度模型编程计算颗粒膨润土紧密堆积的最优级配和最大密实度。最后,配备纯膨润土粉末和三种不同级配的颗粒膨润土试样进行静力压实试验,探讨颗粒膨润土级配与静力压实性质的关系。研究发现,单粒组的颗粒膨润土振动堆积时,粒径组的大小对紧密堆积密实度有显著影响。将粒径组从大到小排序,前四组的紧密堆积密实度随粒组径的减小,依次减小,最小值为0.620,第五组的紧密堆积密实度最大,最大为0.670。经检验发现修正后的线性堆积密实度模型能很好的预测颗粒膨润土的紧密堆积密实度,预测误差控制在5%以内。在高频振筛机振动堆积条件下,用修正后的模型进行编程计算,得出颗粒膨润土最大紧密堆积密实度为0.840,其对应的最优级配是10-5mm粒组的体积分数为0.4,5-2mm、2-1mm及1-0.5mm粒组的体积分数各占0.05,最小的粒组0.5-0.25mm所占的体积分数最大,为0.45。在最大静压力30MPa的压实条件下,级配对颗粒膨润土的压实性质无明显影响,控制静力压实性能的是制作颗粒膨润土的原材料。四种级配样的最大压实干密度均在1.87g/cm3附近,最大干密度间差值为0.02g/cm3,最优含水率在12.0%左右,最优含水率间相差最大的值为1.2%。