[发明专利]缓冲材料热-水-力-化学耦合性能试验台架的试验方法

摘要

本发明属于高放废物地质处置缓冲材料多场耦合性能试验研究领域，具体涉及一种缓冲材料热‑水‑力‑化学耦合性能试验台架的试验方法；包括以下步骤：步骤一，试验准备；步骤二，试验安装调试；步骤三，试验运行；步骤四，试验拆解；本发明的有益效果是：(1)能够实现可控边界条件和加载条件下的缓冲材料耦合试验；(2)可以开展不同耦合路径下的缓冲材料多场耦合性能试验；(3)包括试验设计、安装调试、运行和拆解等一系列过程，内容全面，普适性较强，操作方便。

主权项

1.一种缓冲材料热水‑力‑化学耦合性能试验台架的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，试验准备；(1.1)试验采用的压实膨润土块应选择表面平整、无裂纹、无缺角的完整均匀块体；(1.2)根据传感器的形状和设计位置，采用刻刀、直尺和台钻等工具对压实膨润土块体进行加工，保证传感器的顺利安装；(1.3)将加工好的土块上下表面打磨，去除表层污垢，对其进行编号称量后，放入密封袋中备用，并取余土测定试样的含水量；(1.4)对供水系统、传感器、气体测量和收集系统等进行标定，保证其在试验中的准确性，使其满足试验要求；(1.5)采用去离子水对试验腔体内壁和渗流系统进行清洗，并对试验腔体进行量测，计算其容积；步骤二，试验安装调试；(2.1)对试验腔体系统进行精确定位，按照设计图纸进行压实膨润土块体和传感器的摆放安装；(2.2)每个土块在进入腔体之前，均要再次称重记录；每安装一层，均要进行平整度测量，并实时调整土块位置，保证其水平布置；(2.3)试验腔体和压实膨润土块中的所有缝隙均采用膨润土破碎颗粒或粉末填充，并记录其位置、质量等相关信息；(2.4)加热器安装到位后，将传感器导线按出线孔位置归纳整理，确保无误后，放置腔体顶盖，并对传感器的出线孔进行封堵，保证腔体的密封性；(2.5)将渗流系统、试验腔体、气体测量和收集系统按顺序连接各个管路，确保各连接处无漏气和漏水现象；将加热及温控系统、传感器、实时数据采集系统和实时监控系统连接，完成试验台架的组装；步骤三，试验运行；(3.1)开启实时数据采集系统和实时监控系统，对试验台架进行试运行，并观察记录其运行状态，实时进行调整，保证其正常运行；(3.2)试验台架平稳运行一定时间后，开始正式运行，将氩气瓶设置为0.01MPa，待压力值稳定后，开启渗流系统；(3.3)试验初期运行阶段，渗流系统设置成人工模式。通过流量计将进水速率设置为100g/day，根据膨润土中的温湿度和应力变化情况，实时调整进水压力和进水速率，最终将渗流系统设置成恒定压力自动进水状态；(3.4)根据试验进程，开启加热及温控控制系统，按试验运行要求开启加热模式，试验温度从室温至最终的90℃长期稳定运行；(3.5)对实时数据采集系统的试验数据及时进行归纳整理分析，并根据试验结果实时调整运行状态，保证其长期稳定运行；(3.6)采用实时监控系统对整个缓冲材料试验台架的运行过程进行全面监测和维护，如有任何异常，均会自动报警；步骤四，试验拆解；(4.1)当实验台架服役完成后，对台架进行拆解。拆解前，先关闭渗流系统和温度控制系统，将实时数据采集系统设置成较高的采集频率；(4.2)待试验台架温度冷却至室温环境时，打开腔体顶盖，进行拆解工作；(4.3)在拆卸过程中详细记录实验台架中不同位置处膨润土、加热器、各种传感器、金属腐蚀试样和各种管线材料等的物理和化学特性变化，分别采集实验台架中不同位置的缓冲材料样品和金属腐蚀样品并立即密封保存；(4.4)系统分析测试不同位置的缓冲材料样品在长期热‑水‑力‑化学耦合作用后各种性能，与试验前缓冲材料的各种性能进行比较，分析缓冲材料在长期热‑水‑力‑化学耦合作用过程中和试验后各种性能变化规律。