[发明专利]用于CT扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法

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，该方法包括选取岩石材料或类岩石材料、切割材料制作围岩体并钻孔、布置压力传感器、布置应变片、配置膨胀水泥浆、采集灌注膨胀水泥浆后不同时间的压力数据、绘制不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆压应力随时间变化图像、逐级拉拔试验等步骤，解决了CT扫描中金属的存在对锚固系统内部的CT值产生较大影响的问题，可以更为真实研究在地应力及地下水作用下不同膨胀剂含量的锚固系统膨胀水泥浆压应力随时间的变化规律、在地应力及地下水作用下三主体两界面的破坏模式及演化规律、锚杆轴力及剪应力的分布规律，最终得到抗拔力随膨胀剂含量的变化规律。

主权项

1.用于CT扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法，其特征在于，它包括以下步骤：Step1：选取岩石材料或类岩石材料；Step2：切割材料，制作多个完全相同的岩石样块或类岩石试块（3），在各个岩石样块或类岩石试块（3）中心钻取圆柱体孔，将制作好的岩石样块或类岩石试块（3）进行CT扫描，并记录岩石CT值，所述岩石CT值为岩石实验前的初始密实度值；Step3：在距孔口的不同深度等距离布置多组压力传感器组（9），在岩石样块两相互垂直侧面上以“四角点一中心点”的方式布置10个压力传感器（5），在布置压力传感器的两侧面使用高强度碳纤维布（6）包裹，四周固定消防安全起重气垫（4），充气施加压力以模拟真实条件下地应力；Step4：在各圆柱体孔内固定相同的非金属锚杆（1），非金属锚杆（1）上布置应变片（8），并且插入相同深度；Step5：配制多组不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆，不同含量膨胀水泥浆的组数与圆柱体孔的数量相同，先向各个孔内灌注普通水泥浆进行垫底，然后将不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆分别注入圆柱体孔中并且将其振捣密实，最后在孔口使用普通水泥浆进行密封封口，同时对各组试验进行编号记录；Step6：灌浆后立即将多组压力传感器（5）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，同时对灌浆岩石进行初凝前的CT扫描一次，即初凝前岩石及膨胀浆体的CT值；初凝后将整个岩石浸泡于水中，在初凝后至28天中间，对灌浆岩石进行每一星期一次的CT扫描，同步记录压力数据和岩石及膨胀水泥浆体的CT值，即为该阶段岩石及膨胀水泥浆体的密实度值；Step7：根据所采集的压力数据，绘制不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆压应力随时间变化图像；同时根据记录的CT值绘制不同膨胀剂含量的岩石及膨胀水泥浆体的CT值随时间变化图像，将两者变化图像在时间上建立对应关系，研究膨胀水泥浆体在真实岩体中的膨胀机理及变化规律；Step8：待膨胀水泥浆终凝后进行逐级拉拔试验，通过CT扫描、压力采集系统、应变采集系统，分别获取数据CT值、压力数据、应变数据，绘制不同膨胀剂含量的膨胀水泥浆的CT值、压力值、应变值随时间变化图像，并分析得到在真实环境条件下不同膨胀剂含量的锚固系统随时间变化规律、在真实环境条件下三主体和两界面破坏模式及演化规律、锚杆轴力及剪应力的分布规律，最终得到在真实环境条件下抗拔力随膨胀剂含量的变化规律；所述三主体为：锚杆、锚固体和岩体或类岩石体；所述两界面为：锚杆和锚固体之间、锚固体和岩体或类岩石体之间形成的两界面。