[实用新型]一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高放废物地质处置缓冲材料领域，具体涉及一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置。

背景技术

在高放废物地质处置库的设计中，缓冲材料是工程屏障的重要组成部分，其主要设计功能是为了缓解处置库围岩压力对废物罐的作用，封闭处置库围岩与废物罐之间的空隙及近场围岩的裂隙，有效地阻滞废物罐泄漏的放射性物质向周围环境的迁移。研究发现，以蒙脱石为主要成分的膨润土是最适合的缓冲材料。由于地下水的作用，缓冲材料不可避免地会发生膨胀变形，当膨胀变形受到限制时会相应地产生膨胀力，膨胀力的大小应同围岩压力或强度相匹配，否则有可能破坏处置库系统的应力平衡而产生安全隐患。缓冲材料的膨胀变形有利于封闭砌块之间、砌块与废物罐以及砌块与围岩之间的施工缝隙。

实验室内测定缓冲材料的膨胀力一般使用恒体积法，即在缓冲材料基本无膨胀变形条件下测定最大膨胀力。然而在真实条件下施工缝隙的存在使得缓冲材料的膨胀变形不可避免，这将直接影响其孔隙数量和孔径分布的变化，进而影响最终膨胀力的大小和膨润土水化进程的阶段性特征，因此与实验室内测定的膨胀力不尽相同。由此可见，考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力更加接近真实处置环境。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置，能够实现对施工缝隙大小的控制，模拟真实处置环境下缓冲材料的膨胀特性，获得有施工缝隙条件下缓冲材料的最大膨胀力和膨胀力发展特征。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置，其特征在于：包括旋转手柄、百分表、百分表架、刚性金属框架、螺栓、非饱和土压力室、进水管、金属透水板、试样、压力传感器、丝杠、数据采集系统、进水系统、电机、底座及压力腔，其中所述数据采集系统、进水系统及电机设于刚性金属框架外侧，数据采集系统接入刚性金属框架内部，电机设于进水系统上，进水系统接入刚性金属框架内部；所述非饱和土压力室设于刚性金属框架底面，所述非饱和土压力室包括底座和压力腔，底座直接固定于金属框架底面，压力腔通过螺栓固定于底座上，所述压力腔为中空壳体，底座上设有凹槽，凹槽内设有金属透水板，进水管一端连接与金属透水板下方，另一端穿过底座与金属框架内腔相联通，试样设于金属透水板上方，试样的上方还设有一个金属透水板，压力传感器穿过压力腔设于试样上的透水金属板上方，丝杠的下端通过螺栓与压力传感器上端相连接，丝杠上端穿过刚性金属框架，其上端设有旋转手柄，所述丝杠与压力传感器连接处设有百分表，百分表通过百分表架固定在刚性金属框架侧壁上。

所述数据采集系统穿过刚性金属框架与压力传感器相连接，进水系统穿过金属框架与进水管的伸出端相连通。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置，压力传感器固定在丝杠底端，通过丝杠的前进或后退实现压力传感器与缓冲材料试样间缝隙的精确控制，可根据试验需要任意设定缝隙的大小，模拟存在施工缝隙的真实处置环境下缓冲材料的膨胀特性，获得有施工缝隙条件下缓冲材料的最大膨胀力和膨胀力发展特征。

附图说明

图1为一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置结构示意图；

图2为一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置的工作示意图。

图中：1-旋转手柄、2-百分表、3-百分表架、4-刚性金属框架、5-螺栓、6-非饱和土压力室、7-进水管、8-金属透水板、9-试样、10-压力传感器、11-丝杠、12-数据采集系统、13-进水系统、14-电机、15.底座、16.压力腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型所述的一种考虑施工缝隙的缓冲材料膨胀力测定装置作进一步说明。