一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置及方法

本发明涉及填埋场防渗，具体是一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置及方法。

背景技术：

1、固废填埋场工作期间，填埋场底部复合衬垫结构中的土工膜往往受到拉伸变形、高温和高浓度渗滤液共同作用的影响。在模拟土工膜老化过程中，现有实验往往仅考虑渗滤液对土工膜老化的影响，无法同时考虑到拉伸和渗滤液老化同时作用的效果。

2、传统土工膜老化装置对土工膜的拉伸和老化无法同时进行，难以真实地模拟填埋场底部衬垫的服役环境，导致土工膜的服役性能被高估。此外，传统拉伸装置无法均匀拉伸圆形土工膜，会导致土工膜出现应力应变沿半径方向分布不均匀的现象。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，包括控制单元、老化桶、温控装置、夹具和直线运动机构。

2、老化桶用于容纳污染物溶液，老化桶包括桶身和上盖。桶身以夹持土工膜后土工膜中心为基准间隔90°设有四个滑孔，每一滑孔处对应一直线运动机构。直线运动机构的移动端位于桶身内，每一移动端连接一夹具，夹具用于固定土工膜。温控装置固定在桶身内，控制单元连接并控制温控装置和直线运动机构。

3、使用时，利用四个夹具固定住土工膜，注入污染物溶液后，利用温控装置控制温度，模拟土工膜使用环境。然后同步控制四个直线运动机构，从四个方向拉扯土工膜，模拟土工膜受拉的情景。

4、进一步的，所述夹具包括连接部和夹持部，夹持部截面为圆环形，优选为70°-90°的圆环形，连接部连接直线运动机构的移动端，使拉伸时圆形的土工膜受力均匀。

5、进一步的，所述直线运动机构为气缸机构或液压缸机构。对应的气杆和液压杆设置在桶身内，气缸或液压缸固定在桶身上或者桶身外。

6、进一步的，所述直线运动机构为丝杠螺母副，丝杠可转动的连接在桶身上或桶身外，螺母连接夹具。

7、进一步的，滑孔处设有滑动水封，防止污染物溶液泄露。

8、进一步的，直线运动机构上设有位移传感器，用于观测土工膜的拉伸程度。

9、进一步的，直线运动机构上设有拉力传感器，用于观测土工膜受到的拉力。

10、进一步的，桶身内设有温度传感器，用于观测污染物溶液的温度，也可用于温控装置的温度反馈。

11、进一步的，桶身内设有压力传感器，用于观测土工膜所处的压力。

12、本发明还提供一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的方法，用于上述的装置，包括以下步骤：

13、s1、将土工膜安装在夹具上。

14、s2、倒入调配好的污染物溶液。打开温控装置，使污染物溶液维持在预设的温度，并安装上盖。

15、s3、对土工膜按照恒定拉伸速率进行拉伸试验，直至试验完成。

16、s4、将老化桶内的污染物溶液排尽，待老化桶冷却到室温后取出土工膜进行测试。

17、本发明可以实现土工膜在拉伸变形的同时浸泡在高温高浓度污染物溶液中，保证拉伸和老化同时进行，模拟了真实的填埋场土工膜老化状态。

技术特征：

1.一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，包括控制单元、老化桶、温控装置、夹具和直线运动机构；老化桶用于容纳污染物溶液，老化桶包括桶身和上盖，桶身以夹持土工膜后土工膜中心为基准间隔90°设有四个滑孔，每一滑孔处对应一直线运动机构，直线运动机构的移动端位于桶身内，每一移动端连接一夹具，夹具用于固定土工膜；温控装置固定在桶身内；控制单元连接并控制温控装置和直线运动机构。

2.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，所述夹具包括连接部和夹持部，夹持部截面为圆环形，连接部连接直线运动机构的移动端。

3.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，所述直线运动机构为气缸机构或液压缸机构；对应的气杆和液压杆设置在桶身内，气缸或液压缸固定在桶身上或者桶身外。

4.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，所述直线运动机构为丝杠螺母副，丝杠可转动的连接在桶身上或桶身外，螺母连接夹具。

5.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，滑孔处设有滑动水封。

6.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，直线运动机构上设有位移传感器。

7.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，直线运动机构上设有拉力传感器。

8.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，桶身内设有温度传感器。

9.根据权利要求1所述的用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置，其特征在于，桶身内设有压力传感器。

10.一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的方法，用于如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种用于模拟土工膜双向拉伸老化试验的装置及方法，装置包括控制单元、老化桶、温控装置、夹具和直线运动机构；老化桶用于容纳污染物溶液，老化桶包括桶身和上盖，桶身以夹持土工膜后土工膜中心为基准间隔90°设有四个滑孔，每一滑孔处对应一直线运动机构，直线运动机构的移动端位于桶身内，每一移动端连接一夹具，夹具用于固定土工膜；温控装置固定在桶身内；控制单元连接并控制温控装置和直线运动机构。本发明可以实现土工膜在拉伸变形的同时浸泡在高温高浓度污染物溶液中，保证拉伸和老化同时进行，模拟了真实的填埋场土工膜老化状态。技术研发人员：舒实,周小环,彭承鉴,吴高颖,江翰受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18