高放废料深地质处置是现阶段安全处理高放废料最现实可行的方法,在深部地质层复杂的水文地质环境下,气体渗透性是评价围岩及岩石-混凝土屏障结构安全性的重要物理参数,因此本文对花岗岩-砂浆界面在不同湿度条件(干燥,18%,43%,89%)下的气体渗透性和其它相关物理参数进行了试验研究。本文以花岗岩、砂浆以及含有二者交界面的组合试样作为研究对象,从试样基本的物理力学参数(密度及孔隙率、比表面积、孔径大小与分布、不同湿度条件下的含水量及饱和度、砂浆单轴抗压强度、纵波波速和导热系数)入手,分析了试样的孔隙结构特点和不同湿度条件下含水状态的变化规律;通过湖北工业大学岩土力学与混凝土材料中法联合研究中心实验室的多孔介质气体渗透性测试试验平台,对不同湿度处理后的试样进行循环加卸围压条件下(5MPa,10MPa,15MPa,20MPa,30MPa,50MPa)的气体渗透性试验,得到试样在不同含水状态下的气体渗透性演化规律。同时基于各试样的气体渗透性相关参数,根据达西定律及推导公式对花岗岩-砂浆界面的气体渗透流量和相对气体渗透率进行计算,并分析环境湿度、围压、水灰比(W/C)对花岗岩-砂浆界面气体渗透性的影响。主要结论如下:(1)材料的孔隙率越小,纵波波速越大,导热系数也越大;材料的比表面积数值与孔隙率、孔体积、平均孔径、吸附能力均为正相关关系,而最可几孔径的大小与孔隙率无直接关系;水灰比大的砂浆孔隙率也较大;(2)试样的孔隙率越大,其饱和状态时的含水量(率)越高;对于砂浆和组合试样而言,在环境相对湿度小于43%时,W/C=0.5的试样含水量小于W/C=0.3的试样;相同湿度条件下,孔隙率越大则水的脱附量越大,饱和度越低。(3)花岗岩试样、花岗岩-砂浆组合试样的气体渗透性和对于围压变化的敏感程度较大,围压循环变化时,试样渗透性的变化表现出明显的“滞回”现象,而砂浆试样的气体渗透性在干燥程度较大时几乎不受围压影响;对于同一种试样,环境相对湿度越低,其气体渗透性越强,该变化的幅度在高湿→中湿环境转化时最为明显;W/C=0.5试样(纯砂浆和组合试样)的气体渗透性大于W/C=0.3的试样。(4)W/C=0.5的花岗岩-砂浆界面气体渗透性强于W/C=0.3时的花岗岩-砂浆界面的气体渗透性;围压增加使界面气体渗透性减小,渗透性-围压变化曲线也有“滞回环”且在湿度较低时更为明显;湿度的降低使得界面的气体渗透性增大,且在湿度值为43%左右时,存在一湿度变化的阈值,决定着W/C=0.5的界面气体渗透性与W/C=0.3界面的气体渗透性的对湿度变化的敏感程度大小。