黏土岩和花岗岩是高放核废料处置库建设的优选岩石,内蒙古塔木素地区已被我国选为高放核废料处置库备选区之一。目前对黏土岩的性能研究主要集中在适应高放核废物核素迁移方面。但是对于高放核废物处置库的建设,岩石的工程意义同样十分重要。岩石的抗压强度对岩土工程的建设十分重要,对于塔木素黏土岩矿物成分及微观构造对抗压强度影响因素这一方面的研究比较少。本论文采用室内岩石力学试验,电镜扫描试验,激光能谱分析试验和偏光显微镜试验和理论分析等多种方法对塔木素黏土岩的抗压强度影响因素进行探讨,研究矿物成分和微观构造对塔木素黏土岩的抗压强度影响,研究塔木素黏土岩受力变形特性,探究不同埋深的塔木素黏土岩适用的物理空间模型。为塔木素地区的岩土工程建设提供基本参数和计算依据。论文主要从以下几个方面开展了工作:1)通过室内岩石基本物理特性试验,对塔木素黏土岩的基本物理参数进行了试验测试,试验结果表明:塔木素黏土岩岩样的颗粒密度在2.21g/cm~3-2.72g/cm~3之间,平均值为2.45g/cm~3。块体密度在2.10g/cm~3-2.68g/cm~3之间,平均值为2.22g/cm~3。岩样含水率在1.27%-2.42%之间,平均含水率为1.68%。岩样孔隙率在2.48%-5.62%之间,平均孔隙率为3.47%。数据表明塔木素地区黏土岩结构致密,岩体内裂隙较少,可有效阻隔核素迁移。2)通过室内岩石力学试验,对塔木素黏土岩的单轴强度和三轴强度开展了试验测试,试验结果表明:塔木素黏土岩岩样单轴抗压强度平均值为67.12MPa。深度在50米范围内的岩样单轴抗压强度平均值为18.31MPa,在100米左右时,平均值为39.22MPa,在600米左右时,两个钻孔区的岩样单轴抗压强度均值分别为95.79MPa和115.20MPa。三轴实验中围压为5MPa时,岩样的平均抗压强度为84.53MPa;围压为10MPa时,岩样的平均抗压强度为97.59MPa;围压为20MPa时,岩样平均抗压强度为136.55MPa。数据表明,塔木素黏土岩的抗压强度很高。这表明该地区岩层的力学性能较好,利于岩土工程的开展建设。3)探讨了适用于塔木素黏土岩脆性指标的定量描述方法,分析表明塔木素黏土岩脆性指标,适用杨氏模量和泊松比来描述。四组岩样的脆性指数通过公式计算分别是45.2%,69.4%,75.2%和78.2%。4)通过数据整理分析表明,黏土矿物含量和岩样单轴抗压强度两者负线性相关,和三轴抗压强度呈现负指数函数相关。该地区岩样中含有主要矿物的白云石,方沸石和钠长石为碳酸盐和硅酸盐的脆性矿物。它们的含量和岩石抗压强度呈现正相关。其中硅酸盐含量对岩样抗压强度的影响与对碳酸盐相比较,更具有主导作用。5)碳酸盐和硅酸盐矿物含量对塔木素黏土岩岩石强度提高存在一个阈值,当矿物含量在这个值以下时,随着含量增加岩样强度提高幅度较大,当到达或超过这个值后,影响开始减弱。硅酸盐在本次实验中对于该地区岩样阈值在20%左右,碳酸盐在15%左右。6)ZKH88-7-N1组岩样存在于50m埋深处,该埋深范围内的岩石空间模型接近Reuss法,但是存在一个数值接近0.5左右的弱化系数。ZKH88-7-N2组岩样存在于100至200米的地层中,该埋深范围内的岩石空间模型接近于Kumazawa法。ZKH88-7-N3和ZKH80-7-N1两组岩样都是来自埋深600米以下,所测得的实测值和四种理论值相比较,都很好的指向该地层埋深范围内的岩样,比较符合Hill法模型。