[實用新型]一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置

有效

• 申請號: 201420854426.9
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN204740086U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 謝敬禮;曹勝飛;劉月妙;馬利科;趙星光
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本實用新型屬于高放廢物地質處置緩沖材料領域，具體涉及一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置。

背景技術

在高放廢物地質處置庫的設計中，緩沖材料是工程屏障的重要組成部分，其主要設計功能是為了緩解處置庫圍巖壓力對廢物罐的作用，封閉處置庫圍巖與廢物罐之間的空隙及近場圍巖的裂隙，有效地阻滯廢物罐泄漏的放射性物質向周圍環境的遷移。研究發現，以蒙脫石為主要成分的膨潤土是最適合的緩沖材料。由于地下水的作用，緩沖材料不可避免地會發生膨脹變形，當膨脹變形受到限制時會相應地產生膨脹力，膨脹力的大小應同圍巖壓力或強度相匹配，否則有可能破壞處置庫系統的應力平衡而產生安全隱患。緩沖材料的膨脹變形有利于封閉砌塊之間、砌塊與廢物罐以及砌塊與圍巖之間的施工縫隙。

實驗室內測定緩沖材料的膨脹力一般使用恒體積法，即在緩沖材料基本無膨脹變形條件下測定最大膨脹力。然而在真實條件下施工縫隙的存在使得緩沖材料的膨脹變形不可避免，這將直接影響其孔隙數量和孔徑分布的變化，進而影響最終膨脹力的大小和膨潤土水化進程的階段性特征，因此與實驗室內測定的膨脹力不盡相同。由此可見，考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力更加接近真實處置環境。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置，能夠實現對施工縫隙大小的控制，模擬真實處置環境下緩沖材料的膨脹特性，獲得有施工縫隙條件下緩沖材料的最大膨脹力和膨脹力發展特征。

本實用新型采用了如下技術方案：

一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置，其特征在于：包括旋轉手柄、百分表、百分表架、剛性金屬框架、螺栓、非飽和土壓力室、進水管、金屬透水板、試樣、壓力傳感器、絲杠、數據采集系統、進水系統、電機、底座及壓力腔，其中所述數據采集系統、進水系統及電機設于剛性金屬框架外側，數據采集系統接入剛性金屬框架內部，電機設于進水系統上，進水系統接入剛性金屬框架內部；所述非飽和土壓力室設于剛性金屬框架底面，所述非飽和土壓力室包括底座和壓力腔，底座直接固定于金屬框架底面，壓力腔通過螺栓固定于底座上，所述壓力腔為中空殼體，底座上設有凹槽，凹槽內設有金屬透水板，進水管一端連接與金屬透水板下方，另一端穿過底座與金屬框架內腔相聯通，試樣設于金屬透水板上方，試樣的上方還設有一個金屬透水板，壓力傳感器穿過壓力腔設于試樣上的透水金屬板上方，絲杠的下端通過螺栓與壓力傳感器上端相連接，絲杠上端穿過剛性金屬框架，其上端設有旋轉手柄，所述絲杠與壓力傳感器連接處設有百分表，百分表通過百分表架固定在剛性金屬框架側壁上。

所述數據采集系統穿過剛性金屬框架與壓力傳感器相連接，進水系統穿過金屬框架與進水管的伸出端相連通。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型所述的考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置，壓力傳感器固定在絲杠底端，通過絲杠的前進或后退實現壓力傳感器與緩沖材料試樣間縫隙的精確控制，可根據試驗需要任意設定縫隙的大小，模擬存在施工縫隙的真實處置環境下緩沖材料的膨脹特性，獲得有施工縫隙條件下緩沖材料的最大膨脹力和膨脹力發展特征。

附圖說明

圖1為一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置結構示意圖；

圖2為一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置的工作示意圖。

圖中：1-旋轉手柄、2-百分表、3-百分表架、4-剛性金屬框架、5-螺栓、6-非飽和土壓力室、7-進水管、8-金屬透水板、9-試樣、10-壓力傳感器、11-絲杠、12-數據采集系統、13-進水系統、14-電機、15.底座、16.壓力腔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型所述的一種考慮施工縫隙的緩沖材料膨脹力測定裝置作進一步說明。