SWELLING CHARACTERISTICS OF BENTONITE BASED BARRIERS FOR DEEP GEOLOGICAL REPOSITORY FOR NUCLEAR WASTES: IMPACT OF UNDERGROUND WATER CHEMISTRY AND TEMPERATURE

Mamadou Fall, Asmaa Shehata, Christian Detellier

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Rock Mechanics and Engineering Geology I / Mécanique des roches et ingénierie géologique I

ABSTRACT: The presence of bentonite-sand in deep geological repositories surrounded by aggressive environments of highly saline underground water, high temperature and under confining stress may cause mineralogical changes for bentonite-based materials and impact their physical and physiochemical properties. This could affect the bentonite performance as an engineered barrier system and the overall safety of the deep geological repositories. The objective of this research is to capacity of bentonite-sand engineered barrier materials. Free-swelling and swelling pressure tests have been performed on bentonite-sand mixtures subjected to various chemical (groundwater chemistry) and thermal (heat generated) loading conditions. The obtained results have shown that the groundwater chemistry can significantly deteriorate the swelling properties of the tested bentonite-sand barrier material, whereas the temperature has little effect on the bentonite-sand swelling potential.

RÉSUMÉ: La présence de bentonite-sable dans les dépôts en couches géologiques profondes situés dans des environnements agressifs marqués par des eaux souterraines très salées, hautes températures et des contraintes de confinement, peut causer des changements minéralogiques dans ces matériaux à base de bentonite. Ceci peut avoir un impact sur leurs propriétés physiques et physico-chimiques et ainsi affecter la performance de la bentonite comme une barrière technique et aussi la sécurité globale des dépôts en couches géologiques profondes. L'objectif de cette recherche est d'étudier l'impact de la salinité de l'eau souterraine de l'Ontario et de la chaleur générée par les déchets nucléaires sur la capacité de gonflement de ces matériaux de barrière technique. Des essais de gonflement libre et de gonflement sous pression ont été réalisés sur des mélanges de bentonite-sable soumis à diverses conditions chimiques (chimie des eaux souterraines) et thermiques (chaleur produite). Les résultats obtenus ont montré que la chimie des eaux souterraines peut détériorer considérablement les propriétés de gonflement des matériaux de barrière (bentonite-sable) testés, alors que la température a peu d'effet sur le potentiel de gonflement du matériau, bentonite-sable.

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