Hydro-mechanical behaviour of bentonite-based materials used for disposal of radioactive wastes

Vor dem Anwendungshintergrund der Ablagerung von radioaktivem Abfall in tiefen geologischen Formationen ist das Ziel der Arbeit, ein besseres Verständnis zum Einfluss der vorhandenen thermischen, hydro-mechanischen und chemischen (THMC) Randbedingungen auf das hydromechanische Verhalten von verdichteten Bentonit-basierten Materialien zu erlangen. Dafür wurden bei ausgewählten Randbedingungen Laborversuche an diesen Materialien durchgeführt. Das Versuchsprogramm umfasst Versuche zur Bestimmung der Saugspannungs-Wassergehalts-Beziehung, Quelldruckversuche bei kontrollierten Saugspannungen sowie Quelldruckversuche mittels Fluidzugabe, und Quelldruck- und Durchlässigkeitsversuche. Die Effekte der THMC-Randbedingungen auf das hydromechanische Verhalten der Materialien im Nahbereich des Kanisters als auch auf die Schacht- und Stollenabdichtungen wurden mithilfe der experimentellen Ergebnisse, einer numerischen Simulation sowie theoretischen Betrachtungen abgeschätzt.The aim of this thesis is to advance the understanding of the influence of the prevailing thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) boundary conditions in the geological repository on the hydro-mechanical behaviour of compacted bentonite-based materials. To achieve the aim, laboratory tests under controlled-boundary condition were performed on bentonite-based materials. The laboratory tests performed in this thesis include the water retention measurements under different confinement conditions, multi-step swelling pressure tests, swelling pressure tests and suction measurements, and swelling pressure and permeability tests on desiccated bentonite samples and reference sample. The effect of the THMC boundary conditions prevailing in the geological repository on the hydro-mechanical behaviour of buffer, backfill and sealing materials were estimated according to the experimental results, the numerical simulation and the theoretical considerations