[发明专利]土工复合膨润土衬垫高压水化固结保持箱装置

说明书

本发明提供一种土工复合膨润土衬垫高压水化固结保持箱装置，属于岩土工程技术领域。该装置由框架、水化系统和加压系统组成。水化系统通过活动矩形透水筒、可拆卸透水筒、透水筒推出轨道、限位支撑柱、透水支撑格栅和排水阀共同作用，使得土工复合膨润土衬垫试样于透水筒内可以充分吸水，完成水化。加压系统通过加载板、杠杆、传力轴、平衡杠杆、门形加载框、加载螺纹杆、杠杆旋转轴和排水阀共同作用，可对水化的土工复合膨润土衬垫施加任意程度的正压力，使其于正压力作用下完成固结排水过程。本发明可以实现土工复合膨润土衬垫真实服役状态的再现，对于采用室内土工试验方法测试实际工作状态下土工复合膨润土衬垫的力学性能有很大帮助。

技术领域

本发明属岩土工程、环境工程技术领域，具体涉及一种土工复合膨润土衬垫(GCL)高压水化固结保持箱装置。

背景技术

土工复合膨润土衬垫(Geosynthetic clay liner,GCL)是一种由两层土工聚合物(土工膜、土工布等)夹持膨润土，并通过针刺或编织形成的具有较低渗透系数的复合防渗材料，我国《生活垃圾卫生填埋处理技术规范GB50869》和《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范CJJ176》中均规定了生活垃圾填埋场中需使用以土工膜和土工复合膨润土衬垫为主体的底部衬垫形式。在垃圾填埋场底部衬垫层中，土工复合膨润土衬垫的工作原理是利用膨润土在水化作用下颗粒会发生的膨胀的机理，吸收地基土中的水分，形成致密的不透水层，起到防渗作用。但是当其应用于填埋场底部衬垫层时，土工复合膨润土衬垫水化后内部抗剪强度会显著下降，进而在土工复合膨润土衬垫内部可能形成潜在的滑动面，对于垃圾填埋场的整体稳定性而言极为不利，在地震等极端条件下该薄弱界面的危害会被进一步放大。所以在垃圾填埋场的堆体稳定设计中，必须充分考虑水化的土工复合膨润土衬垫内部低剪切强度的问题，而该问题的考虑必须以土工复合膨润土衬垫的剪切试验为基础，剪切试验的开展则需要能够使得土工复合膨润土衬垫在与服役工况接近的正压力作用下发生水化。土工复合膨润土衬垫的水化过程由吸水膨胀和固结两个阶段构成，由于膨润土渗透性较低，该过程往往需要较长的时间，且水化过程需要一定正压力的保持。目前尚且没有专门的土工复合膨润土衬垫水化装置，已开展的土工复合膨润土衬垫剪切试验水化过程往往采用较为粗糙的方式，造成土工复合膨润土衬垫的水化不完全，极大地影响试验结果的准确性。因此，亟需研制能够实现较长时间正压力作用下的土工复合膨润土衬垫水化装置。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种土工复合膨润土衬垫高压水化固结保持箱装置。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种土工复合膨润土衬垫高压水化固结保持箱装置，包括框架、水化系统、加压系统；

框架作为整个装置的基座，用以支撑水化系统和加压系统；

水化系统用以放置土工复合膨润土衬垫试样，并通过加压系统向土工复合膨润土衬垫试样施加正向压力，使其进行高压水化。

进一步，框架包括框架台面和框架支柱；作为举例而非限定，框架台面和框架支柱均为不锈钢构件，二者焊接成为整个装置的基座。

进一步，水化系统包括透水筒、透水筒U形侧壁、透水筒可卸封水板、透水筒推出轨道、限位支撑后柱、限位支撑中柱、限位支撑前柱、限位支撑前柱螺孔、透水支撑格栅、边角承重块、透水筒底板、透水筒透水孔和排水阀。