[发明专利]一种测量膨胀水泥浆膨胀压应力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量膨胀水泥浆膨胀压应力的方法。

背景技术

膨胀剂在当今建筑施工中的应用很广泛，它的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩。为改善工程中混凝土的一些相关性能，膨胀剂可以应用于与防水有关的地下、水工、海工、地铁、隧道等钢筋混凝土结构工程，在使用过程中提高混凝土的密实性、抗渗性、耐磨性，以及对钢筋的握裹力等。现阶段膨胀水泥浆在支护工程中逐渐开始应用，可以将膨胀水泥浆用于锚杆锚固体，利用其侧向膨胀性能提高锚杆抗拔力，同时还可以满足工程实际中的需要及节约原材料，该应用在岩体锚固技术方面有着显著的经济效益；而不同膨胀剂含量的水泥浆对围岩体产生的压应力，是工程设计、施工人员需要重点考虑的问题，也是膨胀水泥浆在工程中应用所遇到的障碍，因此正确得到不同膨胀剂含量的水泥浆的膨胀压应力是膨胀水泥浆广泛应用的关键。但目前在膨胀水泥浆的应用中，对于正确得到膨胀水泥浆膨胀压应力，却没有相应的测量方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量膨胀水泥浆膨胀压应力的方法，可以解决没有测量膨胀水泥浆膨胀压应力的问题，可以测得不同膨胀剂含量的膨胀压应力，可以为岩体数值模拟参数赋值提供依据，测量结果准确。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种测量膨胀水泥浆膨胀压应力的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：钻孔：在围岩体上每隔一定距离钻取多个圆柱体孔；

步骤2：配制膨胀水泥浆：配制多个不同膨胀剂质量含量的膨胀水泥浆，膨胀水泥浆的数量与圆柱体孔的数量相同；

步骤3：注浆：将不同膨胀剂质量含量的膨胀水泥浆分别注入圆柱体孔中；

步骤4：在各圆柱体孔内离孔口的不同深度等距离布置多组压力传感器组，每组压力传感器组由布置于同一深度截面上的三个压力传感器组成，在同一平面内，截面上的三个压力传感器相互夹角为120度；

步骤5：将膨胀水泥浆振捣密实，再将孔口使用不含膨胀剂的水泥浆密封；

步骤6：将多组压力传感器组与压力采集系统连接，采集灌注膨胀水泥浆后不同时间的压力数据；

步骤7：根据步骤6采集的压力数据进行计算得到膨胀压应力数据，计算方法如下：

通过收集的数据获得一个圆柱体孔内同一深度的压力平均值F＝(F1+F2+F3)/3，其中F1，F2，F3分别为一个圆柱体孔内同一深度的三个压力传感器测得的膨胀压力值，再根据压应力的计算公式，即压应力σ＝F/A，计算出膨胀压应力；

绘制不同膨胀剂质量含量的膨胀水泥浆压应力随时间变化图像，得到膨胀压应力稳定值和极限值，

即测得膨胀水泥浆膨胀压应力。

步骤1中，圆柱体孔的直径为50毫米，深度为1米；两个圆柱体孔之间的距离为2米，圆柱体孔的数量为3个。

步骤2中，配制三种膨胀水泥浆，其膨胀剂质量含量分别为15％，25％和35％。

步骤4中，在各圆柱体孔内离孔口的200毫米、400毫米、600毫米、800毫米的深度处等距离各布置一组压力传感器组。

步骤6中，采集的数据为：灌注膨胀水泥浆后的前24小时内，每隔2小时采集一次压力数据；灌注膨胀水泥浆后的24小时到48小时内，每隔6小时采集一次压力数据，共采集灌注膨胀水泥浆后48小时内的数据。

步骤7中，膨胀水泥浆的膨胀压应力标准值取一定时间后压应力大小趋于稳定的稳定值，膨胀水泥浆的膨胀压应力极限值取相同膨胀剂含量中的膨胀压应力中的最大值。

压力传感器与压力采集系统为市售产品，采用武汉金汇电子科技有限公司生产的薄膜压力传感器测量系统。

本发明提供的一种测量膨胀水泥浆膨胀压应力的方法，通过利用压力传感器及压力采集系统测定不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆的膨胀压应力，可以解决没有测量膨胀水泥浆膨胀压应力的问题，可以测得不同膨胀剂含量的膨胀压应力，可以为岩体数值模拟参数赋值提供依据，测量结果准确；当膨胀剂作为裂石剂用于静态爆破施工时，可根据岩石力学特性，选择能使岩石开裂的最适膨胀剂含量，节约膨胀剂原材料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明围岩体的俯视图；

图2为本发明图1的A-A向剖视图；

图3为本发明测得的膨胀剂质量含量分别为15％的膨胀水泥浆的压力数据绘制的压应力随时间变化图像；

图4为本发明测得的膨胀剂质量含量分别为25％的膨胀水泥浆的压力数据绘制的压应力随时间变化图像；