[发明专利]压实膨润土自由膨胀率测试方法

权利要求书

1.压实膨润土自由膨胀率测试方法，其特征在于：①构建压实膨润土自由膨胀率测试装置：包括膨胀率测试单元(1)，所述膨胀率测试单元(1)包括底座(2)，所述底座(2)的顶部密封固定连接有方形测量池(3)，所述方形测量池(3)的顶部可拆卸连接有顶盖(4)，所述方形测量池(3)的各个侧壁均贯穿设置有侧向千分表(10)，所述底座(2)的顶部设置有透水石座(11)，所述透水石座(11)位于方形测量池(3)的内侧，所述透水石座(11)的顶部设置有圆柱状样品(13)，所述圆柱状样品(13)的外侧呈圆周分布有四个弧形多孔测量板(5)，所述弧形多孔测量板(5)与侧向千分表(10)一一对应，所述圆柱状样品(13)的顶部设置有透水石盖(14)，所述顶盖(4)的顶部贯穿设置有顶部千分表(15)，所述顶部千分表(15)的测量端与透水石盖(14)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(4)将第一容器(21)内的模拟地质水溶液经供水管(22)输送至方形测量池(3)内，打开位于对应高度的排水管(16)上的阀门，将多余的模拟地质水溶液经该排水管(16)及收集管(26)导入第二容器(25)内，直至方形测量池(3)内的水位稳定在所需高度，通过第二水泵(28)将第二容器(25)内的模拟地质水溶液经回流管(27)输送回第一容器(21)内；

步骤二：温度调节：当方形测量池(3)内的水位到达所需高度后，通过温度控制器(19)启动电加热器(18)对方形测量池(3)内的模拟地质水溶液进行加热，温度控制器(19)通过温度传感器(17)的温度反馈自动控制电加热器(18)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(18)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(13)、多孔弹性乳胶膜(12)、弧形多孔测量板(5)放置在透水石座(11)上，并迅速将四个侧向千分表(10)的测量端抵在对应的测量杆(9)的端部，并对侧向千分表(10)进行固定与调零，之后放置透水石盖(14)与顶盖(4)，并使顶部千分表(15)的测量端抵在透水石盖(14)顶面后，对顶部千分表(15)进行固定与调零；

步骤四：数据记录：完成试样的安装后，按固定时间间隔持续记录顶部千分表(15)和四个侧向千分表(10)的读数，当各千分表读数稳定后停止数据记录，停止实验，通过实验数据及计算公式计算圆柱状样品(13)在特定温度水溶液中的自由膨胀率，最终实现圆柱状样品(13)在水溶液中的自由膨胀率的准确测试；

所述计算公式为：

计算公式中：

F_f为圆柱状样品(13)的自由膨胀率；

r₀为圆柱状样品(13)的直径，单位为mm；

h₀为圆柱状样品(13)的高度，单位为mm；

r₁、r₂、r₃、r₄为四个侧向千分表(10)的读数，单位为mm；

h_s表示顶部千分表(15)的读数，单位为mm；

π为圆周率。

2.根据权利要求1所述的压实膨润土自由膨胀率测试方法，其特征在于：所述弧形多孔测量板(5)的内表面及侧面均开设有相互连通的透水孔(6)，所述弧形多孔测量板(5)的外表面均匀固定连接有四个受力杆(7)，四个所述受力杆(7)的端部共同固定连接有工字条(8)，所述工字条(8)的外壁中心处固定连接有测量杆(9)，所述测量杆(9)的端部与对应的侧向千分表(10)的测量端相抵。

3.根据权利要求2所述的压实膨润土自由膨胀率测试方法，其特征在于：所述圆柱状样品(13)的外壁套设置多孔弹性乳胶膜(12)，所述多孔弹性乳胶膜(12)的外表面与弧形多孔测量板(5)的内表面贴合。

4.根据权利要求3所述的压实膨润土自由膨胀率测试方法，其特征在于：所述多孔弹性乳胶膜(12)的自然状态的内径比圆柱状样品(13)的外径小1-2mm。