非饱和膨润土的有效热传导特性模型

膨润土缓冲材料热传导特性的研究，对于高放废物深地质处置系统的安全评价至关重要。基于串、并联原理，通过将土体孔隙划分为与固相基质并联和串联两部分，提出了考虑矿物成分、颗粒亲水性、孔隙率及饱和度等因素的非饱和膨润土有效热传导系数的4种预测形式，建立了基于4种形式线性组合的有效热传导特性预测模型。详细讨论了模型参数的确定方法，并讨论了孔隙率、饱和度和孔隙结构、颗粒亲水性等因素对土体有效热传导特性的影响。基于mx-80膨润土和高庙子膨润土热传导特性试验成果，对模型的预测性能进行了验证。结果表明，由于膨润土颗粒尺寸较小且具有亲水特性，孔隙内的空气与水宜采用并联描述。研究成果对于非饱和膨润土的导热性能以及工程屏障系统的thm耦合数值模拟研究具有一定的参考价值。