[发明专利]一种缓冲材料气体渗透系数测试方法

摘要

本发明属于高放废物处置技术领域，具体涉及一种缓冲材料气体渗透系数测试方法；本发明的目的是，提供一种可测试加载气压2000kPa范围条件下缓冲材料的气体渗透系数，为处置库稳定性分析和长期安全评价提供关键参数，为高放废物地质处置库的设计及长期安全评价提供技术支撑的缓冲材料气体渗透系数测试方法；包括以下步骤：步骤1、试样制备；步骤2、试样安装；步骤3、围压加载；步骤4、气密性检查；步骤5、气压加载；步骤6、数据处理；该测试方法可提供高围压16000kPa和高气压(2000kPa)条件，采用合理的气压围压比(1:3)，既可有效避免试样外壁气体“滑流”行为，又可规避大围压对试样内部孔隙结构破坏造成的测试干扰，测量结果更准确、真实。

主权项

1.一种缓冲材料气体渗透系数测试方法其实现基于一种现有的三轴仪，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、试样制备(1.1)按预定的干密度为1.6～2.0g/cm3和尺寸直径50mm、高度100mm等参数，计算并称量相应质量的膨润土，倒入压实模具；；(1.2)采用单轴静力压制方式制备试样，将其制备成圆柱形，测量并记录试样13的直径和高度等参数；步骤2、试样安装(2.1)将试样13用高性能密封橡胶套装好后，固定在压力室7内的底座11上，在试样的上、下端分别布设高渗透性金属烧结网12；并检查安装的试样是否处于密封状态；(2.2)在上端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3、围压加载(3.1)打开压力室7的进水阀门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，关闭进水阀门16，关闭水泵，关闭通气孔9；(3.2)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，稳定时间不少于30min；步骤4、气密性检查打开气压加载器3，加载气压至预定值P₀，且P₀＝1/3P_c，设定气压加载器3，维持加载气压值不变，打开进气阀门18，观察气压变化曲线，待气压值小幅度减小出现缓慢增加后，完成装置气密性检查；步骤5、气压加载在气密性良好的条件下，加载气压至预定值P₀，维持气压加载器3气体体积V₀不变，打开出气阀门19，进行测量；步骤6、数据处理(6.1)测量气压随时间的变化，P₁和P₂分别为气压变化过程中t₁和t₂时刻试样的加载气压值，记录并保存试验数据；(6.2)利用公式(1)计算气体渗透系数公式中k_g为气体渗透系数，m²；μ_g为气体粘滞系数，Pa·s；A试样横截面积，m²；V₀为气体体积，m³；p_a为平均气压，H为试样高度，m；p_atm为大气压，Pa；Δp为气压降，Δp＝P₁‑P₂，Pa；Δt为时间间隔，Δt＝t₂‑t₁，s。