深地质处置法是当前处置高放废物的最有效方法。参考国内外研究成果,兰州大学选择压制混合型缓冲砌块来建立缓冲屏障。均匀性研究是混合型缓冲砌块性能表征的重要内容,同时也是砌块压实工艺优化和整体评价的主要依据,具有极大的学术价值和应用价值。微观尺度的均匀性研究,可以为砌块宏观工程性质各向异性提供具体的解释,使得缓冲砌块的研究工作更为全面。本文以高庙子膨润土和永登石英砂为试验材料,利用半自动压实设备压制不同物理状态的混合型缓冲砌块,针对性进行了CT扫描(计算机断层扫描,Computed Tomography,为行文方便,全文简述为CT)研究和微观结构研究。缓冲砌块CT扫描研究中,利用CT值近似替代密度,在半径方向采用t检验法,角度、高度方向采用分块取值法,探讨了混合型缓冲砌块的密度空间分布及其均匀性。通过对CT图片的形貌观察,研究裂缝的发展及密度平面分区。以缓冲砌块CT扫描试验结果为基础,确定高度方向为重点研究方向,设计SEM(扫描电子显微镜,Scanning Electronic Microscopy,简称SEM)试验,进行微观形貌观察以及孔隙特征研究。采用油压千斤顶压制不同物理状态的室内模拟小样,配套进行了抗剪性能研究和CT扫描研究。抗剪试验中,探讨了粘聚力、内摩擦角与初始含水率、干密度的关系。小样CT扫描研究中,同样采用t检验法进行均匀性检验,并分析了小样的CT值沿高度方向的变化趋势。缓冲砌块与压实小样的试验结果,从微观尺度上初步探索了混合型缓冲砌块的均匀性。缓冲砌块CT扫描试验表明:混合型缓冲砌块在半径方向、角度方向的CT值(密度)分布较为均匀,相互间差异性较小;在高度方向上的CT值(密度)分布,差异略大一些。在高度方向上,从砌块顶端(压实端)到底端,缓冲砌块样品的CT值(密度)呈现出先减小后增大的趋势。低含水率条件下和低干密度条件下的混合型缓冲砌块,在密度分布上表现出一定的非均匀性。SEM试验观察到混合型缓冲砌块的微观形貌结构特征主要有3种,分别是块状结构、絮状结构、片状结构。片状结构和絮状结构多存在于砌块的顶端和底端,块状结构在砌块的中间层分布最广。混合型缓冲砌块样品的表观孔隙率整体落在30.0-40.0%区间内,受砌块高度位置、初始含水率、干密度等条件的影响而有所不同。混合型缓冲砌块样品的平面孔隙分布的分形维数值介于1.35-1.50之间,局部存在着差异性。缓冲砌块与压实小样的联系研究表明:随着含水率的增大,试样的粘聚力、内摩擦角和抗剪强度都有着先增大后减小的趋势。随着干密度的增大,试样的粘聚力、抗剪强度也有所增大,内摩擦角稳中略升,整体波动不大。试样的尺寸对混合型缓冲砌块的均匀性有着重要的影响。缓冲砌块的尺寸越大,差异性越大,均匀性越不好控制。随着尺寸的增大,砌块在高度方向上的密度分布规律会发生略微的改变。初始含水率越大,尺寸效应越明显;干密度越大,尺寸效应越不明显。