[发明专利]一种基于CT扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法

权利要求书

1.一种基于CT扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法，其特征在于，它包括以下步骤：

Step1：准备直径在160mm～350mm的大直径PVC管和直径分别为75mm、90mm、110mm的小直径PVC管；大直径PVC管和小直径PVC管的长度都控制在30～50cm；所述大直径PVC管外圈包裹3～5层碳纤维布，并在其底部粘接圆形或方形木板；

Step2：制作CT扫描定位圈层木片，并将其粘接在大直径PVC管的底部木板上，准备三个直径在1cm～2cm，长度的8cm～15cm的塑料管并将其灌满水泥浆，最后按照大直径PVC管长度等距离的将其粘贴在上面；

Step3：将一个小直径PVC管竖直放置于大直径PVC管内部，并穿过定位圈层木片，使大直径PVC管和小直径PVC管圆心与定位圈层木片的外层点重合，并在大直径PVC管内部中心处贴上压力传感器，然后将土倒入两根PVC管的间隔内，土样填充完后将其放置反力架装置上并借助压土装置用千斤顶将土样压实；

Step4：将装有土样的大直径PVC管和小直径PVC管在千斤顶施加的某一荷载下静置4～7天后，将其放在CT扫描仪上并选取大直径PVC管中间的塑料管为中心横截面，对其进行CT扫描，对所述横截面进行区域划分：从所述横截面的中心点出发，划分出n个等半径差的样环，得到灌浆前土样各圈层CT值，CT值越大表明土样密实度越好；

Step5：取出小直径PVC管，将纤维锚杆放入预留孔中，保证纤维锚杆圆心与预留孔圆心重合，将搅拌均匀的大掺量膨胀水泥浆，膨胀剂含量在10％～30％，浇注在预留孔中并用素水泥浆对其封口，待其初凝后对PVC管进行CT扫描，得到锚固体膨胀前土样和锚固体各圈层CT值；

Step6：静置2～3天后，再对PVC管进行CT扫描，得到锚固体膨胀后土样和锚固体各圈层CT值；

Step7：计算三种状态下环层的CT平均值CT_Tave(n)，分别对每一个样环所在的圆进行CT扫描，得到每一个样环所在的圆的CT值为CT₁，CT₂，CT₃，…，CT_n，测量每个样环所在的圆的面积为S₁，S₂，S₃，…，S_n,三种状态下各样环的CT 平均值计算公式为：

式中，CT₁，CT₂，CT₃，…，CT_n为第1～n个样环所在的圆的CT值，S₁，S₂，S₃，…，S_n为第1～n个样环所在的圆的面积；

Step1中，大直径PVC管用作土样容器，小直径PVC管用作预留孔，而且小直径PVC管比大直径PVC管长8-12cm；大直径PVC管外层用AB胶粘贴包裹3～5层碳纤维布，所述AB胶配合比为A:B＝1:2；

Step5中，PVC管底部浇注5cm～10cm素水泥浆垫底，然后浇注大掺量膨胀水泥浆，膨胀剂含量在10％～30％，最后浇注5cm～10cm素水泥浆封口。

2.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法，其特征在于，Step2中，CT扫描定位圈层木片，此定位圈层木片能够使截面划分圈层时的半径差相同，每个样环所在圆的面积值差相同；PVC管外层粘贴塑料管既能保证CT扫描是截面划分准确，又能保证不同时期CT扫描的截面划分位置相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描测定膨胀水泥浆锚固体及周围土层密实度的试验方法，其特征在于，Step3中，整套将土样压实的装置包括反力架(2)、大直径PVC管(3)、千斤顶(4)、压土装置(5)和小直径PVC管(6)；所述压土装置由上层圆形钢板(7)、全螺纹支撑柱(8)、螺帽和下层圆形开孔钢板(10)组成，并且其开孔直径比小直径PVC管的直径大，所述反力架由螺帽、半螺纹支撑柱(12)、上层承压钢板(13)和底部承压钢板(14)组成。