[发明专利]定量表征高聚物注浆材料与混凝土接触面形貌特征的方法

说明书

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种定量表征高聚物注浆材料与混凝土接触面形貌特征的方法，具体包括：高聚物注浆材料－混凝土组合体试件三维CT工业扫描；高聚物注浆材料－混凝土组合体试件切割；接触面附近区域残留混凝土的酸化学腐蚀清理；接触面高精度三维激光扫描；接触面三维形貌重构及定量分析。本发明定量分析高聚物注浆材料与混凝土接触面的三维形貌特征，有助于研究注浆压力、高聚物材料密度等关键参数对二者接触面形成过程的影响，并且进一步揭示接触面胶结机理和利用能量耗散理论研究接触面力学特性的基础，对评价高聚物注浆加固效果有重要的理论意义。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种定量表征高聚物注浆材料与混凝土接触面形貌特征的方法。

背景技术

高聚物注浆技术指在压力作用下将异氰酸酯和多元醇双组份原材料直接注入岩土体裂隙内，原材料发生化学反应后固结膨胀，从而达到抬升上部结构、充填空洞裂隙和防渗堵漏的目的。高聚物注浆技术在交通、水利和市政等基础工程设施非开挖快速修复中取得了成功应用。

在实际工程中，高聚物注浆材料通常和路基、管道、堤坝等既有工程体紧密贴合，出现了高聚物材料与混凝土接触面这一工程问题。

定量分析高聚物注浆材料与混凝土接触面的三维形貌特征，有助于研究注浆压力、高聚物材料密度等关键参数对二者接触面形成过程的影响，是进一步揭示接触面胶结机理和利用能量耗散理论研究接触面力学特性的基础，对评价高聚物注浆加固效果有重要的理论意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种定量表征高聚物注浆材料与混凝土接触面形貌特征的方法，用于解决因高聚物材料与混凝土接触面无法准确分析所导致的工程问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种定量表征高聚物注浆材料与混凝土接触面形貌特征的方法，包括以下步骤：

S1获取高聚物注浆材料－混凝土组合体试件并进行无损切片扫描，定量分析高聚物注浆材料向混凝土表面凹陷处或孔隙的侵入范围；

S2根据侵入范围将接触面处混凝土介质切除，并对接触面上残留的混凝土介质进行腐蚀处理，冲洗干净使接触面完全暴露；

S3对暴露出的高聚物表面进行全范围扫描，采集接触面的空间三维坐标，获得接触面点云数据；

S4对接触面进行网格划分及重构，定量求取接触面的面积，并利用轮廓算数平均偏差方法来定量表征接触面的粗糙度特征。

更进一步的，所述方法中，利用三维工业CT系统对高聚物注浆材料－混凝土组合体试件进行无损切片扫描，基于扫描的结果初步判断高聚物注浆材料与混凝土接触面的形貌特征。

更进一步的，所述方法中，利用ImageJ软件提取接触面附近材料的孔隙形状信息，定量分析高聚物注浆材料向混凝土表面凹陷处或孔隙的侵入范围。

更进一步的，所述方法中，通过机械切割方式将接触面附近的大部分混凝土介质切除，同时保持侵入到混凝土表面孔隙内部的高聚物注浆材料不变。

更进一步的，所述方法中，在室温条件下，利用质量分数为N％的稀盐酸溶液对接触面上残留的混凝土介质进行腐蚀处理，然后用清水冲洗，使接触面完全暴露，其中8≦N≦10。

更进一步的，高聚物注浆材料有较强的耐酸腐蚀特性，腐蚀过程中稀盐酸溶液不会破坏高聚物注浆材料，因此将混凝土腐蚀剥离后所暴露出的高聚物表面保留了接触面的原始形貌等信息。

更进一步的，所述方法中，利用高精度三维激光扫描仪对暴露出的高聚物表面进行全范围扫描，获得接触面点云数据。

更进一步的，所述方法中，利用逆向工程软件Geomagic Studio对接触面进行网格划分及重构，定量求取接触面的面积。