[发明专利]一种围岩气体渗透系数测试方法

说明书

本发明属于高放废物处置技术领域，具体涉及一种围岩气体渗透系数测试方法；本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种测试高放废物处置库围岩的气体渗透系数，为高放废物地质处置库安全评价、环境影响评价提供关键参数，对高放废物地质处置库的设计及长期安全评价具有重要意义的围岩气体渗透系数测试方法；本发明的技术方案是：一种围岩气体渗透系数测试方法，其实现基于一种现有的三轴仪：包括以下步骤：步骤1、试样安装；步骤2、围压加载；步骤3、气密性检查；步骤4、气压加载；步骤5、数据处理。

技术领域

本发明属于高放废物处置技术领域，具体涉及一种围岩气体渗透系数测试方法。

背景技术

高放废物是核能工业的必然产物，是一种放射性强、毒性大、核素半衰期长并且发热的特殊废物。随着我国核工业的飞速发展，高放废物的处理和处置已经成为一个重大的安全和环保问题，是确保我国核工业可持续发展的重要保障。

高放废物的安全处置就是将其与生物圈进行充分、可靠的永久隔离，且隔离时间超过1万年。目前公认的安全可靠，且技术上可行的方法为深地质处置方法，即在距离地表深约500～1000m的地质体中，通过工程屏障(废物体、包装容器和缓冲/回填材料等)和天然屏障(围岩)使之永久与人类的生存环境隔离。这种处置高放废物的地下工程一般称为高放废物地质处置库。

放射性废物地质处置对围岩的渗透性能有较高的要求。在高放废物地质处置库中，废物罐的腐蚀、水和有机物受核辐射、微生物的变质等可以产生大量的气体。气体的产生会引起压力梯度增加而加快水的迁移和核素的移动，局部气体累积也可能会产生极大的气压而击穿缓冲材料，破坏天然屏障(围岩)的整体性，影响整个处置库系统的安全性能。因此，测试高放废物处置库围岩的气体渗透系数，可以为处置库安全评价、环境影响评价提供必不可少的基础数据，对高放废物地质处置库的设计及长期安全评价具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种测试高放废物处置库围岩的气体渗透系数，为高放废物地质处置库安全评价、环境影响评价提供关键参数，对高放废物地质处置库的设计及长期安全评价具有重要意义的围岩气体渗透系数测试方法。

本发明的技术方案是：

一种围岩气体渗透系数测试方法，其实现基于一种现有的三轴仪：包括以下步骤：

步骤1、试样安装

(1)选取天然致密岩石，并将试样加工成圆柱形，测量并记录试样13的直径和高度；

(2)将试样13用高性能密封胶皮管装好后，用金属喉箍将其固定在压力室7内的底座11上，在密封胶皮管的试样的上、下顶分别布设高渗透性金属烧结网12；

(3)在上顶的高渗透性金属烧结网12的顶部设置加载上压头14，并连接加载上压头14上的排气管线接头15，封装好压力室7，固定加载框架10并使其与轴向加载压头9刚好接触；

步骤2、围压加载

(4)打开压力室7进水阀门16和通气孔8，启动水泵，从水槽4向压力室7注水，直至加满后，关闭进水阀门16，关闭水泵，关闭通气孔8；

(5)打开围压进水阀门17，打开围压加载器2，加载围压并使其稳定在预定值P_c＝10000kPa，稳定时间不少于30min；

步骤3、气密性检查

(6)打开气压加载器3，加载气压值1900kPa，，维持气压加载器3气压值不变，打开进气阀门18，观察气压变化曲线，待到气压值再次达到1900kPa时，保持气压加载器3气体体积不变，打开出气阀门19，观察气压变化曲线，计算渗透系数，待气体渗透率小于E-19且时间超过35min时，结束仪器气密性检查；

步骤4、气压加载