[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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种利用膨胀水泥在开孔钢管中扩头来大幅用于CT扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法，属于土木工程试验装置领域。

背景技术

CT扫描技术是一种无损伤检测技术，因具有方便快捷、安全性高、结果形象直观等优点，已被广泛研究和应用。CT扫描可以动态、定量地量测材料在受力过程中内部结构的变化，所成图像能直观体现物体内部的缺陷和破损情况，并能对缺陷和破损进行定量分析。CT扫描技术的工作原理是在被测构件无损状态下，利用X 射线从多个方向扫描被检测物体某一断层，用专门的探测器把经过被检物体射线衰减后的信息采集下来，通过计算机采用专门的图像重建算法，把被扫描断面以二维或三维灰度图像形式展现出来，其检测直观结果就是被检物体断层图像。通过这种断层图像可以清晰反映被检物体选定断层内的结构层次、材质情况、有无缺陷等内部情况。

在边坡支护防护中，使用CT扫描技术对围岩体中锚固系统内部结构变化进行分析对研究地应力及浸水条件下锚固系统的长期稳定具有重要意义，但由于锚固系统中的金属成分对CT扫描影响较大，所成图像中容易出现伪影，因此无法准确分析锚固系统的内部结构变化。在目前的CT扫描技术应用中，对于既能模拟真实地应力及地下水条件，又能准确测定锚固系统的内部结构变化，还没有找到很好的方法。

发明内容

本发明提供的用于CT扫描技术进行大掺量膨胀剂锚杆锚固研究方法，使用玻璃纤维锚杆代替金属锚杆，用高强度碳纤维布包裹消防安全气垫充气代替金属构件对岩石周围施加压应力模拟地应力，即以非金属构件代替金属构件，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（锚杆、锚固体、围岩）两界面（三主体之间界面）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，为实际工程中边坡支护防护提供参考及研究应用价值。

第一，解决岩体中的锚杆抗拔力不足，抗拔性能较低而引起的岩体锚杆失效。

第二， 解决传统锚杆的施工周期长，施工成本高的问题。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：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，在各个岩石样块或类岩石试块中心钻取圆柱体孔，将制作好的岩石样块或类岩石试块进行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，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，在布置压力传感器的两侧面使用高强度碳纤维布包裹，四周固定消防安全起重气垫，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，非金属锚杆上布置应变片，并且插入相同深度；