核能是一种清洁、安全和可靠的能源,被广泛应用于医疗、工业、国防等诸多领域。然而在大力发展核能的同时也产生大量的核废料。目前国内外认为最为可行的处置措施是深地质处置法,它是基于多重屏障（工程屏障和自然屏障）的设计理念,其目的是实现高放废物与生态环境永久隔离。我国对于高放废物深地质处置研究工作起步上世纪八十年代,经过三十多年的研究工作,确定甘肃北山地区作为我国高放废物深地质处置库首选之地,内蒙古高庙子（GMZ）膨润土为首选的缓冲回填材料。本文在前人的研究基础之上,研究掺砂率、温度和化学溶液对GMZ膨润土-砂混合物膨胀性质的耦合作用,为以后现场原位试验及地下室试验提供理论数据。本文选取不同浓度的化学溶液为孔隙液,对不同掺砂率的膨润土-砂混合物,在不同温度梯度下进行了竖向无荷载膨胀率试验。分析了 NaCl-Na₂SO₄溶液和温度对压实GMZ膨润土-砂混合物膨胀变形性质的影响。同时,对试验前后试样进行了矿物成分和微观结构试验,揭示温度、溶液和掺砂率影响膨胀变形性质的微观作用机理。所得试验结果如下:（1）随着温度的升高,试样膨胀变形过程加速,最大膨胀率增大,并随着时间趋于稳定。干密度增大相对应的增加了膨润土含量,使膨胀变形得到增强。但温度对不同初始干密度的试样膨胀性的影响效果没有明显差别。添加石英砂会减少试样中膨润土的相对含量,从而降低了其膨胀性。（2）膨润土中加入石英砂,破坏了膨润土试样的完整性,使膨润土和砂之间产生了裂隙,同时还增加了膨润土中微裂缝的数量,使膨润土-砂混合物试样的大孔隙比例增多,有利于试样内部热量的传递和内部流体的流动。因此,石英砂会提高温度对膨胀性的影响效果,并且随着掺砂率的增大,这种影响效果越显著。（3）随着溶液浓度的增加,试样的最大膨胀率减小。但是随着温度的升高,最大膨胀率的降低速率有所减小,说明温度在一定程度上能够抵消一部分化学溶液对膨胀性的抑制效果。（4）对于低温、NaCI-Na₂SO₄溶液或高温、蒸馏水,试样不存在矿物成分的变化;而在高温、高浓度NaCI-Na2SO4溶液的下,可能改变蒙脱石的结构,但是没有产生新的矿物。（5）向膨润土中添加石英砂会使得压实混合物试样的总孔隙比降低,但是较大孔隙的数量增加。膨胀试验结束并且收缩稳定试样的孔隙比远小于膨胀试验前的压实试样,说明试样失水收缩能够达到比原始试样更密实的状态,但是掺砂率的增大会增大收缩稳定后土体的孔隙比,尤其会增加大孔隙的数量。