[发明专利]压实膨润土自由膨胀率测试方法

说明书

本发明公开了压实膨润土自由膨胀率测试方法，包括膨胀率测试单元，膨胀率测试单元包括底座，底座的顶部密封固定连接有方形测量池，方形测量池的顶部可拆卸连接有顶盖，方形测量池的各个侧壁均贯穿设置有侧向千分表，底座的顶部设置有透水石座；本发明通过四个弧形多孔测量板的设置，配合透水石座、透水石盖、顶部千分表及四个侧向千分表，能够由多个方向对压实膨润土的自由膨胀进行测定，且利用四个多孔测量板的相互配合，在四个弧形多孔测量板包裹压实膨润土柱后，会在侧壁形成四条裂缝，这四条裂缝可以模拟真实环境下地下水从地质裂隙侵入压实回填膨润土的景象，从而获取更加贴近原位的压实膨润土在地质水作用下的自由膨胀率。

技术领域

本发明涉及环境科学研究装置技术领域，特别是涉及压实膨润土自由膨胀率测试方法，本方法特别适用于压实膨润土样品在各种水环境中的自由膨胀率测试。

背景技术

核废物深地质处置过程中，为防止放射性废物进入天然环境，容器处置结构一般采用多层屏障系统，包括由混凝土、包装容器、缓冲材料组成的人工屏障和由围岩构成的天然屏障，缓冲回填材料是放射性废物进入天然环境的最后一道人工屏障。膨润土因具有强吸附性、低渗透性和良好的自愈合能力而被认为是最佳的缓冲回填材料。回填结构中的压实膨润土在长期的自然作用力(如地震、侵蚀等)下可能产生裂隙，这些裂隙在遇到地质孔隙水后的膨胀自愈合能力是评估处置库长期安全性的一项关键指标。因此，实验室研究压实膨润土在不同水化学环境中的自由膨胀率，意义重大。

市场上现有的膨胀率测试仪均是针对岩石或土壤样品，且只能测定单一方向的膨胀率，不适用于压实膨润土在水环境中的自由膨胀率测试。如何准确测试压实膨润土在水环境中的自由膨胀率，是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供压压实膨润土自由膨胀率测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

①构建压实膨润土自由膨胀率测试装置：压实膨润土自由膨胀率测试装置，包括膨胀率测试单元，所述膨胀率测试单元包括底座，所述底座的顶部密封固定连接有方形测量池，所述方形测量池的顶部可拆卸连接有顶盖，所述方形测量池的各个侧壁均贯穿设置有侧向千分表，所述底座的顶部设置有透水石座，所述透水石座位于方形测量池的内侧，所述透水石座的顶部设置有圆柱状样品，所述圆柱状样品的外侧呈圆周分布有四个弧形多孔测量板，所述弧形多孔测量板与侧向千分表一一对应，所述圆柱状样品的顶部设置有透水石盖，所述顶盖的顶部贯穿设置有顶部千分表，所述顶部千分表的测量端与透水石盖的顶部中心处相抵；

②压实膨润土自由膨胀率测试方法步骤如下：

步骤一：水位调节：通过顶盖将第一容器内的模拟地质水溶液经供水管输送至方形测量池内，打开位于对应高度的排水管上的阀门，将多余的模拟地质水溶液经该排水管及收集管导入第二容器内，直至方形测量池内的水位稳定在所需高度，通过第二水泵将第二容器内的模拟地质水溶液经回流管输送回第一容器内；

步骤二：温度调节：当方形测量池内的水位到达所需高度后，通过温度控制器启动电加热器对方形测量池内的模拟地质水溶液进行加热，温度控制器通过温度传感器的温度反馈自动控制电加热器的开关，当模拟地质水溶液的温度未达到指定温度时，电加热器持续加热，当模拟地质水溶液达到指定温度后自动关闭加热，以维持模拟地质水溶液的温度恒定；

步骤三：安装试样：当水温达到指定温度后，将实现组装好的圆柱状样品、多孔弹性乳胶膜、弧形多孔测量板放置在透水石座上，并迅速将四个侧向千分表的测量端抵在对应的测量杆的端部，并对侧向千分表进行固定与调零，之后放置透水石盖与顶盖，并使顶部千分表的测量端抵在透水石盖顶面后，对顶部千分表进行固定与调零；