[发明专利]一种高温高压下土体流变特性监测装置

说明书

本发明公开了一种高温高压下土体流变特性监测装置，包括基础底座、两个相对设置的施压柱头、试样室、反力机架、加热装置、孔压检测传感器、渗流进口、渗流出口、位移传感器、温度传感器和应力传感器，基础底座与反力机架固定连接，基础底座上设置有试样室，试样室中设置有加热装置，试样室上壁和下壁相对设置有两个施压柱头，两个施压柱头上分别设置有渗流入口和渗流出口，渗流入口通过管道与位移传感器连接，渗流出口通过管道与空压传感器连接，具有结构简单、操作安全等优点，使得能够在室内条件下进行高温高压复杂服役环境中土体渗流及流变特性评价能够快速的进行。

技术领域

本发明属于土体测试技术领域，具体涉及一种高温高压下土体流变特性监测装置。

背景技术

膨润土以及其他具有膨胀特性的特殊土体，由于其具有遇水膨胀的特性，因此在有侧限的情况下，体现出极强的抗渗及抗泄露特性，因此广泛的被应用于核废料或其他具有放射性材料的处理中。现有的土体特性检测设备大多适用于常温情况下的应力-应变特性的观测和检测，无法真正模拟在高温高压情况下土体在渗流情况下的流变特性，并无法准确反映在高温高压情况下膨润土等特殊土的渗透变形特性。此处高温指高于100摄氏度，高压是相对于常规不增加围压的常规一起而言，因此无法对膨润土等特殊土在核废料及放射源污染的处理起到真正的指导作用和理论支撑作用。公知的土体应力-应变观测设备适用范围有限，仅适用于常温及较低压力下土体流变及渗透特性的观测，而实际中核废料及放射源污染物的处理通常要埋入较深的土层中，远远大于通常意义地下结构的埋置深度或沉降计算所涉及的深度范围。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高温高压下土体流变特性监测装置，能够反映土体在在高温高压情况下的渗流特性及流变特性的演变规律，在应用后，能够提高试验的真实性。

为达到上述目的，本发明一种高温高压下土体流变特性监测装置包括反力架基座，反力架基座上固定有反力机架，反力架基座与反力机架之间设置有试样室，试样室上下两侧相对设置有竖向液压施压柱头和下侧施压柱头，下侧施压柱头固定连接在反力架基座上，竖向液压施压柱头和固定有反力机架固定连接，下侧施压柱头和竖向液压施压柱头上均预留有过水孔，试样室中设置有若干加热器。

进一步的，下侧施压柱头的过水孔处设置有孔压传感器，竖向液压施压柱头上连接有位移传感器，预竖向液压施压柱头和试样室的顶盖之间设置有应力传感器。

进一步的，孔压传感器、位移传感器和应力传感器均与计算机连接。

进一步的，试样室包括试样室顶盖、样室底盖、试样室侧壁和试样室螺栓，试样室底盖上设置有试样室侧壁，试样室侧壁上盖合有试样室顶盖，试样室顶盖、试样室底盖和试样室侧壁通过螺栓连接。

进一步的，下侧施压柱头和竖向液压施压柱头的过水孔均从柱头顶端开口，从侧面通出。

进一步的，试样室内设置有用于监测试样室内的温度的温度传感器。

进一步的，相邻的两个加热器之间预留有空隙。

进一步的，反力架基座上设置螺栓孔。

进一步的，试样室采用透明玻璃制成。

与现有技术相比，本发明的一种高温高压下土体流变特性监测的仪器设备，在试验设备中设置加热器，能在室内试验条件下模拟膨润土及其他土体在高温高压情况下的渗流特性及流变特性的演变规律，更加精确和真实的反应在核废料及放射性废料处理过程中土体的特性演变过程，可以有效的提高试验效率，增强试验的可控制性，并达到节约资源的目的。此外，因为常规的渗透仪结构极其简单，只能进行常规温度和压力的试验，又再常规仪器上增加高温或高压的装置则极其繁琐，并且高温高压会存在不安全因素，本发明将上述集成在同一设备中，可一键即可实现高温高压，因此简单安全。使得在室内条件下高温高压复杂服役环境中土体渗流及流变特性评价能够快速的进行。