[发明专利]一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱

说明书

本发明提供一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱，属于岩土工程技术领域。该水化箱由支座、水化箱、加载装置、夹层式试样组组成。水化箱用于盛纳水与夹层式试样组，包括外箱、内箱两个部分，加载装置用于向夹层式试样组施加竖向荷载，包括升降加载杆体系与双杠杆体系，夹层式试样组由取样板、加载板、试样组成，可对膨润土防水毯施加较大的正压力，使其在正压力作用下完成长时间水化过程。本发明采用双杠杆机构，能够使用较少的砝码施加较大的竖向荷载，还可按需求取出部分试样，不对水化箱内的其余试样产生扰动。

技术领域

本发明属岩土工程技术领域，具体涉及一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱。

背景技术

膨润土防水毯(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。膨润土防水毯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。在岩土工程应用实践中，必须充分考虑水化的膨润土防水毯内部低剪切强度的问题，而该问题的考虑必须以膨润土防水毯的剪切试验为基础，剪切试验的开展则需要能够使得膨润土防水毯在与服役工况接近的正压力作用下发生水化。膨润土防水毯的水化过程往往需要较长的时间，且水化过程需要保持一定正压力。目前专门的膨润土防水毯水化装置尚不完备，已开展的膨润土防水毯剪切试验水化过程往往采用较为粗糙的方式，造成膨润土防水毯的水化不完全，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膨润土防水毯水化装置，能够方便、高效、省力地实现膨润土防水毯的水化。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

本发明提出的一种膨润土防水毯双杠杆高压无扰水化箱由支座、水化箱、加载装置、夹层式试样组组成。

本发明提出的支座是整个水化箱装置的支撑基座，用以支撑水化箱与加载装置，由台面1、桌腿2、横撑3组成，构成桌形结构，台面为钢制矩形平台，台面1上长边中间位置留有对称的两个桌面留孔4，用于穿过传力杆22。桌腿2为钢制竖向构件，共有四个，固定于台面1的四角位置下方，横撑3为钢制水平构件，共有四个，两端固定于相邻两根桌腿2之间。

本发明提出的水化箱用于盛纳水与夹层式试样组，包括外箱、内箱两个部分，所有部件均为不锈钢材质，外箱的高度略高于内箱。

外箱由外箱壁5、箱底板6、透水格栅、排水龙头8、外壁支架9组成。外箱壁 5与箱底板6均由较薄的不锈钢板制成，箱底板6固定于台面1中部，外箱壁5下端围绕箱底板6共同构成不漏水的向上开口的箱形结构。透水格栅为刚度较大的格栅状构件，固定于箱底板6上，用于支承内箱结构。排水龙头8固定于外箱壁5侧面靠下位置，可通过排水龙头8的开关，控制水化箱内的液面高度。外壁支架9为刚度较大的竖向构件，多根外壁支架9的下端固定于箱底板6上，外壁支架9与外箱壁5固定在一起，起固定外箱壁5的作用，以防止其在箱内水压作用下发生较大变形，外壁支架9的内侧留有一定深度的凹槽，用于定位加载装置的加载螺杆18，以防止其发生旋转或水平位移。

内箱位于外箱内部，固定于透水格栅上，由透水内箱10、内箱支架11组成。透水内箱10为向上开口的长方体箱型结构，由带有均布透水孔的不锈钢板焊接构成，透水内箱10的两个侧边留有多个竖向滑槽，以供取样板12的取样钩14、加载板 13的加载端15穿过。内箱支架11为竖向构件，其下端与透水格栅连接在一起，围绕透水内箱10布置，起约束透水内箱10水平位移的作用，透水内箱10内部空间可容纳多组夹层式试样组，可保证透水内箱内的夹层式试样组能够于外箱盛纳的水充分接触。

本发明提出的加载装置用于向夹层式试样组施加竖向荷载，包括升降加载杆体系与双杠杆体系。升降加载杆体系由加载螺杆18、荷载分布框19、升降旋钮20、旋钮卡环21组成。