[实用新型]一种膨胀应力测试用活塞

说明书

技术领域

本实用新型属于放射性废物处理处置技术领域，具体涉及一种膨胀应力测试用活塞。

背景技术

对于高水平放射性废物(英文：high level radioact ive waste，缩写HLW)的处置方式，公认在工程技术上可行的是深地质处置。所谓深地质处置，简单地说就是深层填埋。在距地表500米-1000米深处设置处置库，放置高水平放射性废物。为了保障核素不会向外迁移，必须设置层层屏障。首先将高水平放射性废物装入金属的废物罐内进行密封。在处置库中再在这些装有高水平放射性废物的废物罐周围充填缓冲材料。这些工程屏障都可以屏蔽射线，阻滞高水平放射性废物中的核素泄漏。其中，最外面的一层缓冲材料一般选用天然材料(如膨润土)，一遇到水就膨胀，并且能够阻挡外面的水进入和阻滞里面的放射性核素向外迁移。

在高水平放射性废物的深地质处置中，为了支撑废物罐和平衡外围压力以及封堵孔隙，要求作为缓冲回填材料的膨润土有良好吸水膨胀能力，但是在真实的处置中，影响压实膨润土膨胀能力的因素有很多，为了达到安全处置废物的目的，这就需要对真实环境下膨润土的膨胀能力开展广泛的研究。在传统的膨润土膨胀应力测试装置中，均是将轴向应力传感器放置于活塞与钢盖之间，压实膨润土的膨胀应力通过活塞的刚性传递后传递到传感器感应片上进行数据的采集，这种装置下测试的膨胀应力反映的是整个膨润土样品的轴向应力大小，而不能给出膨润土样品的局部轴向膨胀应力大小，因此，为了获得膨润土样品的局部轴向应力值，就需要设计新的活塞以满足其测试的要求。

实用新型内容

针对现有技术中对膨润土样品局部轴向应力值采集所存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种膨胀应力测试用活塞。该装置能够保证膨润土样品膨胀应力的测试在侧限恒体积条件下进行，能够对膨润土样品的局部轴向膨胀应力大小进行测量。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种膨胀应力测试用活塞，设置在设有数据采集系统的膨胀应力测试装置中，其中，包括筒状、内部设有卡子的活塞主体，所述活塞主体的顶部设有将所述卡子限定在所述活塞主体的内部的活塞顶盖，所述活塞主体的底部能够容纳用于测试膨胀应力的传感器，所述传感器的数据线能够从所述活塞主体和所述活塞顶盖中穿过连接所述数据采集系统，所述活塞顶盖、活塞主体均为金属材质。

进一步，所述活塞主体内的底部设有传感器布放孔，所述传感器布放孔的直径和高度与所述传感器的外直径和厚度相适应。

进一步，所述活塞主体内的顶部设活塞顶盖布放孔，所述活塞顶盖布放孔内设有内螺纹。

更进一步，在所述活塞顶盖布放孔、传感器布放孔之间，设有能够容纳所述卡子的卡子布放孔，所述活塞顶盖布放孔、卡子布放孔、传感器布放孔同轴，所述卡子布放孔的直径大于所述传感器布放孔的直径、小于所述活塞顶盖布放孔的直径。

进一步，所述活塞顶盖包括活塞顶盖主体和活塞顶盖盖板，所述活塞顶盖盖板设置在所述活塞顶盖主体的顶部，所述活塞顶盖主体的直径与所述活塞主体的直径相同，所述活塞顶盖主体底端设有与所述活塞顶盖布放孔的所述内螺纹相适应的外螺纹，所述活塞顶盖能够通过所述内螺纹、外螺纹固定在所述活塞主体上。

进一步，所述活塞顶盖盖板的直径大于所述活塞顶盖主体的直径，两者同轴，所述活塞顶盖盖板上设有用于同所述膨胀应力测试装置连接的螺栓孔。

更进一步，所述活塞顶盖盖板、活塞顶盖主体设有连通的、能够穿过所述数据线的数据线布放孔。

进一步，所述卡子为轻金属材质的圆柱型，一侧沿轴向开有用于放置所述传感器的所述数据线的凹槽，所述卡子的长度与所述卡子布放孔的长度一致。

进一步，所述活塞主体底部外侧，设有若干个用于放置密封圈的密封圈布放槽。

本实用新型的有益效果有以下几点：

1.本实用新型所提供的膨胀应力测试用活塞与膨胀应力测试装置联用可保证膨润土样品膨胀应力的测试在侧限恒体积条件下进行；

2.本实用新型所提供的膨胀应力测试用活塞拆卸方便，便于快捷的进行替换(如出现故障时)；

3.本实用新型所提供的膨胀应力测试用活塞长度略大于配套的膨胀应力测试装置中的样品腔的长度，可以通过推动活塞挤出试验后的样品，也即便于吸水膨胀试验结束后样品的卸载；

4.不需要任何辅助部件，也不必对原有的膨胀应力测试装置进行改动，就能够实现对膨润土样品的局部轴向膨胀应力大小的测量，精简了膨胀应力测试装置的结构。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中所述膨胀应力测试用活塞的结构图；