缓冲/回填材料是高放废物处置库中的重要工程屏障,能有效保障处置库的长期安全稳定运行。在距地表500-1000m的深地质体中,缓冲/回填材料极易受到地下水的侵蚀,产生吸水膨胀现象。同时,高放核废物在进行放射性衰变时会散发出大量的辐射热,蒸发缓冲/回填材料中的水分,使材料发生收缩变形,进而产生安全隐患。此外,在上述水分场变化过程中,材料的持水特性也可能发生改变。因此,掌握缓冲/回填材料在吸水、失水过程中的胀缩特性对评价处置库的长期安全性具有重要意义。本文的主要研究工作和取得的成果如下:（1）采用WP4对不同初始干密度、不同初始含水率和掺砂率下的高庙子（GMZ）膨润土基缓冲/回填材料压实试样在脱湿过程中的持水能力进行了探究。研究结果表明:初始干密度和初始含水率对试样持水能力的影响具有相似的特性,即在低吸力阶段（s7MPa）,上述因素对持水能力的影响甚微,说明初始孔隙结构仅会影响低吸力阶段的持水特性,而对高吸力阶段的影响不明显;无论在低吸力还是高吸力阶段,试样持水能力均随掺砂率的增大而减弱。（2）通过试验探究了三种边界条件（恒应力、柔性等刚度和恒体积）和不同掺砂粒径条件下GMZ膨润土基缓冲/回填材料的膨胀特性。结果表明:边界条件对试样的膨胀指标具有重要影响。不同边界条件下,试样饱和后测得的最终膨胀指标呈现较大的差异。对于最终膨胀率,不同边界条件下测得的结果为:恒应力>柔性等刚度>恒体积;对于最终膨胀力,测得的结果为:恒体积>柔性等刚度>恒应力。根据试样膨胀平衡后的最终孔隙比和膨胀力,可确定试样的膨胀平衡极限（swelling equilibrium limit,SEL）曲线。该曲线反映了土体膨胀达到平衡时的最终应力-应变状态,对预测土样在复杂边界条件下水化时的膨胀指标有重要参考意义。砂粒径对试样的膨胀指标具有明显影响,砂粒径越大,对试样膨胀的抑制效果越强。采用显微CT试验对不同砂粒径下试样的三维空间结构进行了分析,发现砂粒径越大,膨润土在混合物中的分布越不均匀。（3）探究了初始干密度、初始含水率和掺砂率对试样蒸发干燥过程的影响。研究表明:初始干密度越大,试样减速率阶段的蒸发速率越小,蒸发时间越长,最终残余含水率较为接近;初始含水率越高,试样减速率阶段的蒸发速率越大,蒸发时间越长,但最终残余含水率也无明显变化;掺砂率越高,试样在减速率阶段的蒸发速率越大,蒸发时间越短,且不同掺砂率下试样的残余含水率随着掺砂率的增大而降低。（4）研究了试样在不同初始干密度、初始含水率和掺砂率下的收缩特性,结果表明:试样的最终收缩应变随初始干密度的增大而减小,这是由于干密度越大,试样孔隙比越小,土颗粒排列越紧密,颗粒间发生重排需要克服的摩擦阻力越大;最终收缩应变随初始含水率的升高而明显增大,这是由于初始含水率越高,试样饱和度越高,土颗粒之间的摩擦力和连接刚度也随之降低,有利于颗粒重排;最终收缩应变随着掺砂率的增大而减小,但当掺砂率大于30%以后,最终收缩应变随掺砂率的改变越来越小。采用显微CT试验对不同掺砂率下的试样进行了三维结构分析,发现当掺砂率达到30%后,砂颗粒的连接密度将急剧增加,形成骨架,对试样的整体收缩变形产生限制。（5）采用收缩几何因子定量分析了 GMZ膨润土基缓冲/回填材料在收缩过程中的各向异性,结果表明:含水率对收缩过程中的各向异性具有显著影响,含水率越高,试样径向收缩在体积总收缩过程中占的比重越大。径向收缩过大,易造成土体在收缩过程中开裂。随着含水率的降低,试样收缩有各向同性的趋势,径向收缩和轴向收缩对总体积收缩的贡献基本一致。