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专利号: 2021108449358
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:包括以下步骤:S1,取一种化学材料,分别按照不同的质量配比与聚氨酯进行复合,制作该材料与聚氨酯的复合试块,同时制作与该复合试块大小形状一致的纯聚氨酯试块,对两种试块开展相同的物理力学试验并获取力学参数值,分别对其他化学材料重复此步骤;

S2,根据单一化学材料与聚氨酯进行复合后的力学性能变化规律,计算并选取多种化学材料与聚氨酯共同进行复合的组分配比,制作大小形状一致的各组复合灌浆材料试块,对各组试块开展多种物理力学试验,获取各组复合灌浆材料固结试块的力学参数值;

S3,根据各组复合灌浆材料固结试块的力学参数值,从中选取2~3组力学参数值最佳的复合灌浆材料,对各组复合灌浆材料均按照不同的质量配比进行制备,并分别对裂隙岩体进行注浆加固试验,待注浆加固并养护完成后,对加固后的岩体进行取样开展物理力学试验,获取其力学参数值,结合物理力学试验后的破坏面和加固过渡区的宏微观特征,分析复合灌浆材料对裂隙岩体的加固效果;

S4,选取加固效果最佳的一组复合灌浆材料,将该组复合灌浆材料的各组分配比确定为新型复合灌浆材料的最佳配比。

2.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:步骤S1中,所述化学材料包括聚氨酯、纤维素纳米纤维、胶体纳米二氧化硅、不饱和聚酯树脂、聚酰胺纤维、橡胶粉末及水玻璃。

3.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:步骤S1及S2中,所述试块可制作成不同的空间形状和尺寸,包括但不限于圆柱体、立方体、球体及工字型。

4.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:步骤S1及S2中,所述物理力学试验包括但不限于单轴压缩试验、三轴压缩试验、剪切试验及拉伸试验。

5.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于,步骤S3中,分析复合灌浆材料对裂隙岩体的加固效果具体包括:对加固后的岩体进行取样,对试样开展物理力学试验以检测其力学性能,包括但不限于单轴压缩试验、三轴压缩试验、剪切试验、冻融试验及声波测试,获取注浆加固后岩体的力学参数值;

选取试验后试样破坏面的一部分,利用扫描电子显微镜对破坏面和加固过渡区进行微观观察,获取破坏面和加固过渡区的微观图像,观察破坏面的特征,包括但不限于破坏面的出现位置、粗糙度、颗粒形状和均匀程度,以及粘结过渡区的宏微观特征,结合注浆加固后岩体的力学参数值,分析复合灌浆材料与裂隙岩体的粘结程度及加固效果。

6.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:步骤S3中,所述裂隙岩体的获取方法为使用3D打印模拟裂隙岩体。

7.如权利要求1所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:步骤S3中,所述裂隙岩体的获取方法为使用不同粒径大小的岩石均匀混合至反应容器模拟裂隙岩体。

8.如权利要求2所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于,所述纤维素纳米纤维与聚氨酯的复合方法为:取聚醚二醇与多元醇放入搅拌容器中,转速保持300r/min~480r/min,充分搅拌6~

8min,待混合均匀后,取纤维素纳米纤维的无水乙醇分散液,将其加入到搅拌均匀的多元醇混合物中,调整转速至6000r/min以上,继续搅拌10min,使纤维素纳米纤维在多元醇混合物中充分分散,随后将其取出并盛放至玻璃容器中,对其进行超声波处理60min以上,将超声波处理完成的混合材料作为A组分;

取异氰酸酯,作为B组分;

将A组分、B组分、催化剂和硅烷类偶联剂共同放入到反应釜中,充入氮气或其他惰性气体,将反应釜中的温度提高到40~60℃,转速保持在3000r/min以上,充分搅拌10分钟后,将温度提高到70~90℃,继续搅拌20分钟,使无水乙醇充分挥发,继续对其进行超声波处理40~60min,然后将灌浆材料取出并盛放在玻璃容器中,得到纤维素纳米纤维与聚氨酯的复合灌浆材料。

9.如权利要求8所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、叔胺类催化剂中的一种或多种。

10.如权利要求8所述的一种用于裂隙岩体加固的复合灌浆材料配比获取方法,其特征在于:所述硅烷类偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷或3‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。