[发明专利]一种高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法

权利要求书

1.一种高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对高地温隧道现场的爆破后掌子面围岩表面温度、隧道洞身段喷射混凝土后的空气温度、混凝土养护湿度以及爆破后围岩三维点云数据进行采集，并采集隧道施工现场轴距大于30cm的岩石用于室内试验试样制备；

步骤二、根据隧道施工现场所采集的爆破后围岩三维点云数据，将岩石制备成能够反映现场真实爆破后围岩表面粗糙程度的岩石试样；

步骤三、制备能够反映隧道现场真实单向受热温度梯度环境的养护试验箱，以及在岩石试样中反映粗糙度的平面上喷射混凝土，形成混凝土-岩石试样，并将混凝土-岩石试样放置于养护试验箱内进行养护；

步骤四、将养护后的混凝土-岩石试样，制备成直径为50mm、长度为100mm的用于剪切试验的标准圆柱试样；

步骤五、考虑高温服役环境的喷射混凝土与围岩胶结性能测试剪切试验。

2.根据权利要求1所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤一中爆破后围岩三维点云数据通过使用三维激光扫描仪对至少三个以上的典型断面采集得到。

3.根据权利要求1或2所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤二中制备岩石试样的具体过程如下：

S2.1、将现场采集的大岩块试样切割成长30cm*宽30cm*高8cm的板状岩石试样；

S2.2、将三维点云数据导入具有三维雕刻技术的重型石材模具机中；

S2.3、在板状岩石试样中长*宽的其中一个平面上雕刻出与现场围岩表面粗糙度吻合的粗糙面；

S2.4、采用数字图像处理技术提取板状岩石试样中粗糙面的灰度图像，进而采用图像灰度的分形维数定量表征物体表面的粗糙度。

4.根据权利要求3所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤三中养护试验箱包括箱体、湿度控制装置(1)、冷却水管(2)、温度感应装置(3)、湿度感应装置(4)、底部导热板(5)、底部加热水箱(6)和橡胶隔热垫(7)；

湿度控制装置(1)设置于箱体上，用于对箱体内的湿度进行调节；

所述冷却水管(2)设置于箱体内，用于对箱体内温度进行调节；

所述温度感应装置(3)和湿度感应装置(4)均设置于箱体的内侧壁上，用于对箱体内的温度和湿度进行实时检测；

所述底部导热板(5)设置于箱体的底部，且底部导热板(5)的下端面上连接有底部加热水箱(6)，底部加热水箱(6)内的温度通过底部导热板(5)传送至箱内体；

所述橡胶隔热垫(7)设置于底部加热水箱(6)的下端面上，用于实现对底部加热水箱(6)进行隔热。

5.根据权利要求1所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤三中在板状岩石试样的粗糙平面上喷射8cm-10cm的混凝土层，得到混凝土-岩石试样。

6.根据权利要求5所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤三中将混凝土-岩石试样以岩石面朝下、喷射混凝土面朝上的方式放置于养护试验箱内养护28天-30天。

7.根据权利要求6所述的高地温隧道喷射混凝土与围岩胶结性能测试方法，其特征在于，所述步骤四中标准圆柱试样的制备过程具体如下：

S4.1、在混凝土-岩石试样上钻取直径为50mm、其中心轴线沿混凝土层的平行方向设置的圆孔，并使混凝土与岩石胶结面尽量保持在圆孔中间位置；

S4.2、将钻孔完成的混凝土-岩石试样进行切割，切割成高度为100mm的圆柱形试样；

S4.3、在圆柱形试样的其中一端截取掉5mm厚的岩石结构、在圆柱形试样另一端截取掉5mm厚的混凝土层；并采用液态硅橡胶填补圆柱形试样上被截取掉的部位；

S4.4、将圆柱形试样静置48小时以上，待液态硅橡胶凝固，最终获得满足剪切试验精度要求的标准圆柱试样。