膨润土因其优良的高膨胀性、低渗透性等特性常被用作高放核废料处置库的缓冲/回填材料。膨润土吸水膨胀,挤入周围岩体裂隙中并继续膨胀,且会在地下水的作用下形成胶体,被渗流侵蚀。如果挤入裂隙中和被地下水侵蚀的膨润土的质量超过一定程度,致使缓冲层密度下降,可能会导致核废料处置库性能的降低甚至丧失。因此,定量地了解膨润土向裂隙中的挤出过程以及受渗流侵蚀的情况,对保证处置库的长期稳定性具有重要的意义。为此,本文做了如下研究:(1)介绍了膨润土中膨胀矿物蒙脱石微观结构和膨胀机理以及双电层理论等膨润土膨胀理论,并针对双电层模型的缺陷,引入晶层膨胀力对其进行修正,将修正的双电层模型与基准试验结果进行了对比。(2)膨润土向裂隙中挤出过程的基本机理可以认为是膨润土的自由膨胀,利用修正的双电层模型改进了膨润土自由膨胀模型,并与膨润土的自由膨胀试验的结果对比验证,进行了参数敏感性分析。(3)基于膨润土自由膨胀模型,利用数值模拟的方法研究无渗流条件下,钠基膨润土向水平裂隙中的挤出过程,分析了电解质浓度、膨润土初始干密度等因素对膨润土挤出距离和挤出质量的影响。(4)将膨润土的挤出过程、阳离子的运移过程和地下水的渗流过程三个过程耦合,形成裂隙中膨润土受渗流侵蚀的模型,模拟了稳态下膨润土挤出距离和侵蚀速率随渗流流速的变化情况,分析了离子浓度和膨润土密度对该过程的影响。