随着我国核能利用事业的飞速发展,放射性核废物的安全处置问题变得日益突出和紧迫,目前国际上普遍认为将高放废物进行深地质处置。我国选定了内蒙古兴和县高庙子地区出产的膨润土作为我国高放核废物深地质处置库建设所需的缓冲/回填材料,其土体力学性能、膨胀特性以及矿物结构演变的研究对于处置库的建设有着积极的推进作用。本文通过采用微观结构分析试验(XRD、SEM、压汞)、三轴剪切试验、膨胀试验及理论分析相结合的方法,对膨润土在经过不同累计剂量辐照和温度的热顺序老化作用后其矿物成分和微观结构变化以及力学特征演化规律进行了初步探索研究,为后期深地质处置库建设提供可靠的理论依据,通过对比分析得到如下结论:(1)高压实天然钠基膨润土经一定单辐照和辐照-不同温度热老化作用后,蒙脱石矿物成分含量均有所降低,与热老化温度相比,辐照剂量和热老化时间对矿物成分变化影响更大;辐射剂量对土体电镜扫描结构影响相比温度热作用更显著。膨润土在经辐照剂量和热老化作用后孔隙结构更复杂,且孔径分布发生了较大变化,主要表现在微孔隙向小孔隙和超微孔隙向微孔隙转变。(2)辐照作用和辐照-不同温度热老化作用对膨润土剪切强度特性有较显著的影响,峰值强度、弹性模量等均有所增长,同时发现施加环向围压在一定程度上抑制了辐照及辐照-热老化作用对膨润土剪切强度特性的影响;(3)压实天然钠基膨润土膨胀性能经辐照老化够均有不同程度降低,膨胀力和膨胀率随辐照剂量增大均单调降低,并推测当辐照剂量增大到一定值时膨胀性能将不再发生变化;辐照-不同温度热顺序老化作用后,膨胀力在一定时间范围内有所增长,并趋于稳定,无荷膨胀率并没有表现出规律性变化,有荷膨胀率随温度升高有小幅降低,膨胀性能有所减弱。