[实用新型]一种喷射混凝土—岩石接触面粘结强度的现场测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷射混凝土—岩石接触面粘结强度的测量装置，更具体涉及一种测量地下工程隧洞开挖后岩石表面与喷射混凝土之间接触面的粘结强度的现场测量装置。

背景技术

随着社会和经济的深入发展，我国将进一步加大基础设施建设，还将有许多大型地下工程即将修建，其地下隧洞开挖后岩石壁面与喷射混凝土之间接触面的粘结强度的测定问题无法回避：(1) 在水资源开发与利用方面我国还将有近40座100万kW级水电站即将兴建或纳入规划，而这些水电工程中大型地下厂房和输水管道都无一例外地包含喷射混凝土支护形式，其与岩面的粘结强度需要测量；(2) 在矿山开采方面，我国很多矿山即将或已经转入深部开采，必将出现很多大埋深的采场（群），为保证矿山开拓巷道必定需要考虑包括喷射混凝土在内的围岩支护措施，其岩石—喷射混凝土之间的粘结强度需要考虑。(3) 在公路与铁路交通方面，今后十多年内，我国铁路里程将增至10万公里，公路网总规模在2020年也将达到300万公里，山区大埋深公路和铁路隧道建设都将面临喷射混凝土支护时测量其与岩面粘结强度的问题。

可见，开发一种测量喷射混凝土与地下工程岩石表面之间粘结强度的现场测量装置，对于今后我国地下工程安全建设具有十分重要的意义，如果能够较准确地测量工程中岩石与喷射混凝土之间的实际粘结强度，将可极大地减少和避免工程事故发生，大大节约工程建设成本。

然而，目前适用于现场测量喷射混凝土与岩壁之间接触面粘结强度的试验设备或测量技术却缺乏，仅有的几种涉及喷射混凝土与岩石壁面/表面之间粘结强度的测量或试验方法都不具有针对性：

(1) 现有技术和设备无法直接测量喷射混凝土与岩面之间的粘结强度：直接测量喷射混凝土与岩壁之间接触面的粘结强度对评估喷射混凝土的支护效用十分重要，但目前相关的测量技术和测量设备更多地用于测量喷射混凝土本身或喷射混凝土与岩壁之间变形性能，而不能直接测量两者间的粘结强度（中国专利公开号CN 101071125A，公开日2007.11.14，专利名称为“一种无损检测喷射混凝土强度的方法和设备”，该申请案通过瞬态方法激发与接收高宽频率的瑞雷面波和回弹仪相结合的手段提供了一种混凝土强度的测量方法，但该方法无法测量喷射混凝土与岩石壁面之间接触面的粘结强度；中国专利公开号CN 062046 U，公开日1991.04.03，发明名称为“混凝土强度拉拔检测仪”，该申请案提供了一种快速地检测现场各种混凝土构件中混凝土抗拔强度的装置，但能够进行测量的是混凝土本身的某一强度特性，而非喷射混凝土与岩石接触面之间的强度；《云南水电技术》，1995年第3期43-46页，作者张林洪，题名为“利用砼／基岩剪力试件进行岩体变形试验探讨”，该研究提出了一套利用砼／基岩剪力试件进行岩体变形试验和计算的方法，但该试验方法不能直接测量获得砼（混凝土）与岩石表面之间的粘结强度）。

(2) 现有涉及喷射混凝土与岩壁之间的强度测量方法都不适用于工程现场应用：只有在现场实际岩石表面条件和喷射混凝土真实施工条件下获得的喷射混凝土与岩石之间的粘结强度值才能直接应用于工程设计，但现有相关的测量方法未能充分考虑这一现场测试条件（《岩石力学与工程学报》， 2010年第12期2510-2512页，作者项伟，题名“冻融循环条件下岩石-喷射混凝土组合试样的力学特性试验研究”，该研究通过室内试验研究了岩石一喷射混凝土组合试样的宏观物理力学性质及微观破坏机制，但未能考虑两者之间粘结强度的测量；《岩石力学与工程学报》， 2011年第6期1207-1215页，作者易成，题名“裂隙岩体的一体两介质模型抗剪性能研究”，该研究基于考虑粗糙度的改进分维值指标和考虑起伏度的形状因子研究了不同介质接触面之间的抗剪性能，但未能针对喷射混凝土与岩石这种粘结结构体的接触面的粘结强度进行测试和分析）

发明内容

针对上述存在问题，如果能实现对工程现场喷射混凝土与岩面之间粘结强度的直接测量，可满足岩土工程稳定性分析和优化设计具有的现实需要和工程实际需求。为此本实用新型的目的在于提供一种喷射混凝土—岩石接触面粘结强度的现场测量装置。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：