[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

摘要

本发明涉及用于CT扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究的方法，包括以下步骤：准备大直径PVC管和直径分别为75mm、90mm、110mm的小直径PVC管；制作CT扫描定位木片，并将其粘接在大直径PVC管底部木板上，将小直径PVC管竖向放在大直径PVC管中并穿过定位木片；装有土样的PVC管在千斤顶施加的某一荷载下静置4～7天；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，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；此方法可以精确测定土体和膨胀水泥浆锚固体的密实度，分析大掺量膨胀水泥浆锚固体对土体密实度影响的变化规律，为大掺量膨胀水泥浆锚固体运用于工程中提供支持，操作简单高效。

主权项

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CTTave(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，…，CTn，测量每个样环所在的圆的面积为S1，S2，S3，…，Sn,三种状态下各样环的CT平均值计算公式为：式中，CT1，CT2，CT3，…，CTn为第1～n个样环所在的圆的CT值，S1，S2，S3，…，Sn为第1～n个样环所在的圆的面积。