缓冲回填材料在高放废物处置中发挥着极其重要的作用,近年来,对其力学性质的研究越来越受到专家学者们的重视。本文针对作为我国缓冲回填材料的高庙子(GMZ)膨润土,从其湿化膨胀的变形特性出发,建立了适用于高膨胀性非饱和土的本构模型,并通过ABAQUS有限元软件中子程序的编写,将其应用到了有限元软件的计算当中。1)膨胀性非饱和土UH模型本文针对高庙子膨润土的高膨胀性,在姚仰平等提出的非饱和土UH模型的基础上,通过引入一项与原有塑性体变相耦合的膨胀体变,建立了能够反映土体湿化膨胀的膨胀性非饱和土UH模型。模型能够较好的反映出膨胀性非饱和土的高膨胀性及其膨胀效应随初始干密度、超固结程度变化等特性,并将其与考虑温度影响的非饱和土UH模型结合,使其能够考虑温度对土体变形的影响。2)模型的有限元实现在建立了能够描述膨润土在吸力和温度影响下变形特性的本构模型之后,通过ABAQUS中的UMAT子程序编写,将建立的本构模型引入到有限元的计算当中。文中先在已有的非饱和土UH模型子程序的基础上,将其扩展为考虑温度的非饱和土UH模型子程序,并通过不同温度的三轴试验有限元模拟进行了验证。再将能够描述膨胀性非饱和土的膨胀应变加入到模型当中,建立了能够考虑非饱和、温度和膨胀效应影响的模型子程序,并通过膨胀力试验模型对子程序进行了检验。3)China-Mock-Up装置有限元模拟运用ABAQUS有限元软件,对China-Mock-Up试验装置进行了温度场、渗流场演化规律的模拟。并采用考虑温度的膨胀性非饱和土UH模型子程序对装置中膨润土的膨胀力及变形进行了计算,得到了其在3年间的温度、饱和度和膨胀力等的演化规律。