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一种膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统及方法技术方案

技术编号:45622402 阅读:20 留言:0更新日期:2025-06-24 18:48
本发明专利技术提出一种膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统及方法,包括接缝自封闭/愈合可视化试验组件、压力/体积控制器和数字化量测组件三部分:所述可视化试验组件用于捕捉组合体试样接缝自封闭/愈合过程的宏观形态特征;所述压力/体积控制器用于控制注入水压力及注水速率;所述数字化量测组件用于实现宏观形态、膨胀力、注水压力及累积注水体积的协同演化记录。本发明专利技术基于施工接缝自封闭/愈合过程,首次将接缝自封闭/愈合过程的可视化测试结果,与宏观水力学性能演化测试结果协同分析,揭示了压实膨润土中施工接缝自封闭/愈合作用机理及宏观水力学性能的响应机制,为处置库工程屏障中考虑施工接缝的膨润土缓冲层设计提供理论指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质工程,尤其涉及一种膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统及方法


技术介绍

1、如何安全处置大量的高放射性废物,将成为核电可持续发展的关键。现阶段,国际上公认最为可行及可靠的方法是深地质处置法,即将高放废物封存在500-1000米深的稳定岩体内,通过固化体、金属废物罐、工程屏障及天然屏障的多重屏障体系,实现其永久封存。高压实膨润土,因其高膨胀性、低渗透性和强吸附性的特征,被选为最理想的工程屏障材料。

2、实际工程中,高放废物深地质处置库通常采用预制的压实膨润土块体填充在廊道内,构成工程屏障。这不可避免地产生施工接缝,包括膨润土块体与块体间、块体与废物罐间以及块体与围岩间。据统计,这些施工接缝约占膨润土总体积的6-14%,成为优势渗流通道和力学强度薄弱带,危及处置库安全。我国高放废物深地质处置研究始于上世纪80年代,已选定甘肃北山作为首座处置库场地,内蒙古自治区高庙子(gmz)膨润土为首选缓冲/回填材料。同时,我国首座高放废物处置北山地下实验室已于2021年开工建设,标志着我国深地质处置全面进入地下实验室阶段。作为地下实验室大尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,包括接缝自封闭/愈合可视化试验组件、压力/体积控制器和数字化量测组件:

2.根据权利要求1所述的膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,所述透明顶盖上开设有排气孔,所述排气孔底部设有金属透水石;所述试验环固定于所述底座的中心位置上,底座中心位置嵌入有与所述试验环相同内径大小的金属透水石,所述底座中心位置处的金属透水石的底部设有螺旋形凹槽;所述底座设有入水口,测试实验过程中,所述排气孔、试验环和底座的相对位置固定,使得所述试验环中预留接缝方向与所述排气孔方向垂直,与所述底座的入水口方向一致。

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【技术特征摘要】

1.一种膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,包括接缝自封闭/愈合可视化试验组件、压力/体积控制器和数字化量测组件:

2.根据权利要求1所述的膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,所述透明顶盖上开设有排气孔,所述排气孔底部设有金属透水石;所述试验环固定于所述底座的中心位置上,底座中心位置嵌入有与所述试验环相同内径大小的金属透水石,所述底座中心位置处的金属透水石的底部设有螺旋形凹槽;所述底座设有入水口,测试实验过程中,所述排气孔、试验环和底座的相对位置固定,使得所述试验环中预留接缝方向与所述排气孔方向垂直,与所述底座的入水口方向一致。

3.根据权利要求1所述的膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,所述试验环的侧壁通过采用三级阶梯型切削结构与所述压力传感器相连接,所述三级阶梯型切削结构从外向内依次为第一级切割尺寸、第二级切割尺寸和第三季切割尺寸,分别与所述压力传感器的最大横截面直径、前端螺纹尺寸和探头尺寸相对应,使得旋入试验环内的压力传感器探头表面与所述试验环内壁平滑连续;所述压力传感器缠绕有密封带。

4.根据权利要求1所述的膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,所述水化装置设于标准光源观察箱内,所述标准光源观察箱采用led冷光源进行恒定照明和恒定腔内温度。

5.根据权利要求1所述的膨润土组合体水力学性能协同演化测试系统,其特征在于,所述水化装置中,透明...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈永贵马婧孙美琪叶为民王琼
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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