一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置及方法，其中测试装置包括透明板结构、连接管路、进水系统、水气流出系统、试样、缓冲回填材料、摄像头和数据采集系统。相比于现有技术，本发明专利技术能够实时采集缓冲材料砌块与回填材料愈合过程的图片及视频数据，获得愈合全过程，揭示处置库缓冲回填材料愈合效应规律，为高放废物深地质处置库工程设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置及方法
本专利技术涉及高放废物地质处置缓冲材料领域
，特别是涉及一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置及方法。
技术介绍
在高放废物地质处置库中，缓冲回填材料作为多重屏障系统的重要组成部分，充填在围岩与废物罐之间，阻止地下水入渗、阻滞废物罐泄露的放射性废物向周围环境的迁移。工程屏障施工分为压实块砌筑法和原位压实法，采用压实块砌筑法进行施工，缓冲材料砌块与围岩之间以及组合砌块之间都会产生接缝。采用膨润土粉末填充缓冲材料接缝，可快速消除接缝存在对工程屏障的影响，有利于处置库长期安全有效地处置高放射性废物，使之永久与人类生存环境相隔离。因此，如何建立了一种可以模拟处置库发生地下水入渗、实时采集缓冲回填材料愈合过程的图片及视频数据、测试缓冲回填材料的愈合效应的装置及方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置及方法，实时采集缓冲材料砌块与回填材料愈合过程的图片及视频数据，获得愈合全过程，揭示处置库缓冲回填材料愈合效应规律，为高放废物深地质处置库工程设计提供依据。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术公开了一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，包括：透明板结构，所述透明板结构包括相对固定的上透明板和下透明板，所述上透明板与所述下透明板之间形成板接缝，所述透明板结构的中部设有上下贯通的样品凹槽，所述透明板结构内设有进水孔道和水气流出孔道，所述进水孔道的第一端和所述水气流出孔道的第一端均与所述样品凹槽连通，所述进水孔道与所述水气流出孔道沿所述板接缝延伸至所述透明板结构的边缘，所述进水孔道的第二端和所述水气流出孔道的第二端分别固定有进水管接头和水气流出管接头；连接管路，所述连接管路包括流入管路和流出管路，所述流入管路的第一端与所述进水管接头连通，所述流出管路的第一端与所述水气流出管接头连通；进水系统，所述进水系统的出水端与所述流入管路的第二端连通；水气流出系统，所述水气流出系统的水气流入端与所述流出管路的第二端连通；试样，所述试样整体为圆柱状，所述试样的整体直径比所述样品凹槽的直径小，所述试样包括上层试样和下层试样，所述上层试样包括两个正对设置的半圆柱，所述下层试样包括两个正对设置的半圆柱，上层及下层正对设置的两个所述半圆柱之间留有试样接缝，上层的所述试样接缝与下层的所述试样接缝垂直，且均与所述进水孔道呈45度夹角；缓冲回填材料，所述缓冲回填材料填充于所述试样的接缝处以及所述试样与所述样品凹槽之间；摄像头，多个所述摄像头用以从上下两侧监测所述试样；数据采集系统，所述数据采集系统与所述摄像头电连接，用以对摄像头采集的数据进行记录和分析。优选地，还包括支架，所述摄像头固定于所述支架上。优选地，还包括螺杆，所述透明板结构上设有上下贯通的螺杆孔，所述螺杆与所述螺杆孔螺纹连接，用以将所述上透明板和所述下透明板紧固密封，所述螺杆的下端伸出所述螺杆孔，用以进行支撑。优选地，所述半圆柱的直径为50mm，高为10mm。优选地，所述试样的整体直径比所述样品凹槽的直径小1-2mm。本专利技术还公开了一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试方法，使用上述的高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，包括如下步骤：S1、关闭水气流出管接头的开关，打开进水管接头的开关，调节进水系统，加载水压控制在10kPa，开始测试试验，记录进水系统加载水压及流量；S2、数据采集系统实时保存、定期分析摄像头采集的膨润土砌块接缝的图片、视频数据；S3、待观测到缓冲材料砌块与装置接缝的回填材料发生愈合时，调节进水系统，加载水压控制在20kPa，记录进水系统加载水压及流量；S4、待观测到缓冲材料砌块与装置接缝的回填材料接近完全愈合或缓冲材料砌块之间接缝的回填材料发生膨胀愈合时，调节进水系统，加载水压控制在50kPa，记录进水系统加载水压及流量；S5、待观测到缓冲材料砌块与装置接缝的回填材料与砌块之间无接缝痕迹时，调节进水系统，加载水压控制在100kPa，记录进水系统加载水压及流量；S6、待观测到缓冲材料砌块之间接缝的回填材料与砌块之间完全融为一体时，调节进水系统，加载水压控制在200kPa，记录进水系统加载水压及流量；S7、待观察缓冲材料砌块与回填材料之间无接缝及愈合痕迹时，关闭进水系统，取出试样，以缓冲材料砌块之间接缝初始宽度为单元，平行“十字型”接缝向两侧各截取5段，剩余试样部分再以缓冲材料砌块与装置之间接缝回填材料初始宽度为单元，环向向内截取不少于5段，对截取部分再垂向分层切割11层，试样顶底面两层层厚1mm，中间九层层厚2mm，确保不破坏初始水平接缝层面；S8、对截取的切割样品段进行干密度及导热等性能测试，并选取不同部位样品进行微观结构测试，整理数据，进一步分析不同组合接缝愈合情况，完成试验，获得缓冲材料砌块组合接缝愈合效应。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：(1)本专利技术通过使用透明板结构、摄像头及数据采集系统，可清晰准确地观察缓冲材回填材料愈合全过程，掌握缓冲回填材料愈合效应规律；(2)本专利技术可测试缓冲材料砌块与砌筑后存在的砌块与围岩之间的接缝以及组合砌块之间砌筑接缝填充材料的愈合效应；(3)本专利技术可模拟多种处置库条件，测试缓冲材料回填材料愈合效应；(4)本专利技术操作方便，可实时记录、连续测试，能够实现快速、准确的测定接缝愈合效应，掌握缓冲回填材料愈合效应规律。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置的结构示意图；图2为上透明板的结构示意图；图3为下透明板的结构示意图；图4为试样的结构示意图；图5为试样与缓冲回填材料的组合结构图；附图标记说明：1-数据采集系统；2-支架；3-摄像头；4-螺杆；5-进水管接头；6-流入管路；7-进水系统；8-水气流出系统；9-流出管路；10-水气流出管接头；11-试样；12-上透明板；13-下透明板；14-螺杆孔；15-水气流出孔道；16-样品凹槽；17-进水孔道；18-试样接缝；19-缓冲回填材料；20-切割样品段。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，其特征在于，包括：/n透明板结构，所述透明板结构包括相对固定的上透明板和下透明板，所述上透明板与所述下透明板之间形成板接缝，所述透明板结构的中部设有上下贯通的样品凹槽，所述透明板结构内设有进水孔道和水气流出孔道，所述进水孔道的第一端和所述水气流出孔道的第一端均与所述样品凹槽连通，所述进水孔道与所述水气流出孔道沿所述板接缝延伸至所述透明板结构的边缘，所述进水孔道的第二端和所述水气流出孔道的第二端分别固定有进水管接头和水气流出管接头；/n连接管路，所述连接管路包括流入管路和流出管路，所述流入管路的第一端与所述进水管接头连通，所述流出管路的第一端与所述水气流出管接头连通；/n进水系统，所述进水系统的出水端与所述流入管路的第二端连通；/n水气流出系统，所述水气流出系统的水气流入端与所述流出管路的第二端连通；/n试样，所述试样整体为圆柱状，所述试样的整体直径比所述样品凹槽的直径小，所述试样包括上层试样和下层试样，所述上层试样包括两个正对设置的半圆柱，所述下层试样包括两个正对设置的半圆柱，上层及下层正对设置的两个所述半圆柱之间留有试样接缝，上层的所述试样接缝与下层的所述试样接缝垂直，且均与所述进水孔道呈45度夹角；/n缓冲回填材料，所述缓冲回填材料填充于所述试样的接缝处以及所述试样与所述样品凹槽之间；/n摄像头，多个所述摄像头用以从上下两侧监测所述试样；/n数据采集系统，所述数据采集系统与所述摄像头电连接，用以对摄像头采集的数据进行记录和分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，其特征在于，包括：
透明板结构，所述透明板结构包括相对固定的上透明板和下透明板，所述上透明板与所述下透明板之间形成板接缝，所述透明板结构的中部设有上下贯通的样品凹槽，所述透明板结构内设有进水孔道和水气流出孔道，所述进水孔道的第一端和所述水气流出孔道的第一端均与所述样品凹槽连通，所述进水孔道与所述水气流出孔道沿所述板接缝延伸至所述透明板结构的边缘，所述进水孔道的第二端和所述水气流出孔道的第二端分别固定有进水管接头和水气流出管接头；
连接管路，所述连接管路包括流入管路和流出管路，所述流入管路的第一端与所述进水管接头连通，所述流出管路的第一端与所述水气流出管接头连通；
进水系统，所述进水系统的出水端与所述流入管路的第二端连通；
水气流出系统，所述水气流出系统的水气流入端与所述流出管路的第二端连通；
试样，所述试样整体为圆柱状，所述试样的整体直径比所述样品凹槽的直径小，所述试样包括上层试样和下层试样，所述上层试样包括两个正对设置的半圆柱，所述下层试样包括两个正对设置的半圆柱，上层及下层正对设置的两个所述半圆柱之间留有试样接缝，上层的所述试样接缝与下层的所述试样接缝垂直，且均与所述进水孔道呈45度夹角；
缓冲回填材料，所述缓冲回填材料填充于所述试样的接缝处以及所述试样与所述样品凹槽之间；
摄像头，多个所述摄像头用以从上下两侧监测所述试样；
数据采集系统，所述数据采集系统与所述摄像头电连接，用以对摄像头采集的数据进行记录和分析。


2.根据权利要求1所述的高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，其特征在于，还包括支架，所述摄像头固定于所述支架上。


3.根据权利要求1所述的高放处置库缓冲回填材料愈合效应测试装置，其特征在于，还包括螺杆，所述透明板结构上设有上下贯通的螺杆孔，所述螺杆与所述螺杆孔螺纹连接，用以将所述上透明板和所述下透明板紧固密封，所述螺杆的下端伸出所述螺杆孔，用以进行支撑。


4.根据权利要求1所述的高放处置...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉峰，曹胜飞，马利科，谢敬礼，刘月妙，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11