[发明专利]一种快速确定最适膨胀剂含量添加的方法及其应用

说明书

本发明提供一种快速确定最适膨胀剂含量添加的方法及其应用，目的在于解决以下两方面问题：1、可解决在锚杆支护中由于膨胀性水泥浆体配合比选择不当或有误而引起岩体被撑裂，从而使得锚杆松散加固失效及达不到锚杆预期的抗拔力效果。2、可解决在野外施工现场做灌注膨胀水泥浆打锚杆支护时，现场无法获取或准确获取岩石的抗拉强度从而无法计算膨胀水泥浆中膨胀剂的含量导致锚杆锚固力达不到预期效果的问题，该发明可在现场快速确定膨胀水泥浆中的最适膨胀剂含量，从而避免了室内实验获取岩石抗拉强度的繁琐流程，提高了工期及膨胀剂含量添加的准确性。

技术领域

本发明涉及一种快速确定最适膨胀剂含量添加的方法及其应用，适应于各种锚杆支护及确定与岩体，土体等土木工程中膨胀剂含量添加的工程应用范围。

背景技术

目前，伴随我国经济的快速发展，基础建设突飞猛进，出现了各种类型的挖、填方边坡，为了确保边坡安全稳定，通常采用锚杆支护技术来对边坡进行处理，使之达到要求的安全稳定。在现阶段对于锚杆支护工程中，利用膨胀水泥浆作为锚杆锚固体，利用其侧向膨胀性能应用于实际工程中来提高锚杆抗拔力是锚杆支护工程重点考虑的问题，同时还可以满足工程实际中的需要及节约原材料，为实际工程应用方面带来显著的经济效益；但不同膨胀剂含量的水泥浆对围岩体产生的压应力不同，不同围岩体的抗拉强度也不尽相同，所以存在实际工程中因膨胀剂过量而使得围岩体被撑裂或膨胀剂含量过低而使得锚杆抗拔力降低的情况，因此，如何快速准确得出锚杆支护工程最适膨胀剂含量的水泥浆从而提高锚杆抗拔力及节约材料成本是膨胀水泥浆广泛应用锚杆支护工程中的关键问题，针对该问题，目前却没有相应的方法解决。

发明内容

本发明专利所要解决的技术问题是提供一种快速确定最适膨胀剂含量添加的方法及其应用，可解决：1、可解决在锚杆支护中由于膨胀性水泥浆体配合比选择不当或有误而引起岩体被撑裂，从而使得锚杆松散加固失效。2、可解决在野外施工现场做灌注膨胀水泥浆打锚杆支护时，现场无法获取或准确获取岩石的抗拉强度从而无法计算膨胀水泥浆中膨胀剂的含量导致锚杆锚固力达不到预期效果的问题，该发明可在现场快速确定膨胀水泥浆中的最适膨胀剂含量，从而避免了室内实验获取岩石抗拉强度的繁琐流程，提高了工期及膨胀剂含量添加的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种快速确定最适膨胀剂含量添加的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在围岩上相距一定距离任意钻取n个直径m和深度a相同的孔洞，进行孔洞编号，且保证孔洞完整无裂隙，并使用声波测试仪测试各孔洞，根据波速对孔洞内部岩石进行分类；

步骤2：根据孔洞内部岩石分类初步确定膨胀水泥浆体中膨胀剂的添加范围，再根据锚固长度L(L＜a）计算出膨胀水泥浆中各成分的质量，以x%（x可取任意正数，根据工程需要精度取值）的增量逐级递增制成的不同含量的膨胀性水泥浆体；选择长度为b（b＞a）的锚杆，在距离锚杆一顶端c处向另一端方向开始布置应变片，两应变片间距为z；

步骤3：将锚杆放入孔洞，用普通水泥浆灌注d深（d＜c），待普通水泥浆初凝后，将不同含量的膨胀性水泥浆体分别注入有编号的孔洞，记录不同编号孔洞所对应膨胀剂含量，并用刚性圆盘支撑架进行拖口封面；

步骤4：灌浆完毕后一段时间，接通压力采集系统采集膨胀压应力，对应记录不同编号孔洞的膨胀压应力数据，同时使用内窥镜伸入孔洞观察孔内壁是否出现裂纹，并记录下不同编号孔洞的胀裂情况；

步骤5：根据步骤4测得数据绘制不同编号孔洞中应力-时间曲线图，联合内窥镜观察裂纹情况，初步确定最适膨胀剂水泥浆配合比的近似范围；

步骤6：在步骤5确定的近似范围内，使用二分法分多组后重复步骤1、2、3、4、5，得出最适膨胀剂水泥浆配合比，其中，每一次重复步骤中的x取值均要小于上回步骤中x的取值，且钻孔数和试验重复次数由工程精度要求确定。