CN109187198A - 一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及注浆体强度测试领域技术，具体是指一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法。解决了现有注浆加固效果检测方法中费用昂贵、无代表性、不能直接测定强度的问题，包括以下步骤，S100～用钻机在需要注浆地段均匀地打钻孔；S200～分别在第一列与第二列钻孔中放入直钢筋，第三列与第四列钻孔中放入弯曲钢筋；S300～向该注浆区域内注入浆液；S400～在注浆完成后的第3d，利用锚杆拉拔仪分别拉拔直钢筋与弯曲钢筋；S500～当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆强度要求所对应的拉力值时，结束拉拔；S600～在注浆完成后的第7d、28d，重复步骤S400和S500。本发明可同时检测注浆体的结石强度与抗剪强度，测定方法比较简单易行，价格低廉。

Description

一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法
技术领域
本发明涉及注浆体强度测试领域技术，具体是指一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法。
背景技术
随着煤炭资源开采不断向大采深、高强度的方向发展，安全问题日益受到了人们的重视，出现了许多预防和治理矿井灾害的方法与技术。其中，注浆是加固地层、防火、堵水最常用的方法之一，注浆效果的好坏将直接影响到煤矿发生事故的概率及产生破坏的严重程度。注浆工程是隐蔽的，不易直接对注浆加固效果的好坏进行检测，故目前常用的加固效果检测方法存在一定的局限性，如：地质雷达法只能做定性分析；钻探法的费用比较昂贵；室内试验法不能真实反映现场的实际情况。注浆体强度是判断注浆加固效果的一个重要指标，因此需要一种能够直观反映注浆体强度的、价格低廉的现场测试方法。
本发明结合了现有的锚杆拉拔技术，旨在提出一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，解决现有方法中费用昂贵、无代表性、不能直接测定强度的问题。
发明内容
本发明为了解决现有注浆加固效果检测方法中费用昂贵、无代表性、不能直接测定强度的问题，提供一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法。
本发明采取以下技术方案：一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，包括以下步骤：
S100～用钻机在需要注浆地段均匀地打钻孔，所述钻孔的个数为12个，12个钻孔以三行四列的方式均匀排列；
S200～分别在第一列与第二列钻孔中放入直钢筋，第三列与第四列钻孔中放入弯曲钢筋；
S300～向该注浆区域内的12个钻孔中注入浆液；
S400～在注浆完成后的第3d，利用锚杆拉拔仪分别拉拔直钢筋与弯曲钢筋，在拉拔的同时观察锚杆拉拔仪上数显仪表的读数，确定拉拔力是否达到注浆结石体的强度要求值；
S500～当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆强度要求所对应的拉力值时，结束拉拔，观察直钢筋与弯曲钢筋是否发生松动、是否被拉出钻孔、拉出的距离以及结石体是否发生破坏；
S600～在注浆完成后的第7d、28d，重复步骤S400和S500，第7d拉拔第二行的4根钢筋，第28d拉拔第三行的4根钢筋。
所述的步骤S100中，所述钻孔的直径为60mm，深度为4.5m，每个钻孔间的间距为1m。
所述的步骤S200中，所述直钢筋采用HRB400三级螺纹钢，它的抗拉强度可达540MPa，直径为32mm，长度为5m，根数为6根；所述弯曲钢筋也采用HRB400三级螺纹钢，弯曲角度为90°，长度为5m，宽度小于60mm，根数为6根。
所述步骤S500中，在拉拔直钢筋时，如果两次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体均未发生变形和破坏，直钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为这种注浆材料3d时的结石强度已经达到了注浆要求的强度。
在拉拔弯曲钢筋时，如果两次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体均未发生变形和破坏，弯曲钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为这种注浆材料3d时的抗剪强度已经达到了注浆要求的强度。
所述步骤S600中，在注浆后的第7d，分别用锚杆拉拔仪拉拔第二行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，判断该注浆材料第7d的结石强度与抗剪强度是否达到注浆要求的强度，如果四次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体未发生变形和破坏，钢筋均没有松动或拉出钻孔，则该材料的第7d结石强度与抗剪强度达到了注浆要求强度，否则未达到要求；在注浆后的第28d，分别用锚杆拉拔仪拉拔第三行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，判断该注浆材料第28d的结石强度与抗剪强度是否达到了注浆要求，如果四次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体未发生变形和破坏，钢筋均没有松动或拉出钻孔，则该材料的第28d结石强度与抗剪强度达到了注浆要求强度，否则未达到要求。
利用锚杆拉拔仪可以每周对注浆体结石强度与抗剪强度进行测试，或隔月检测一次。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
（1）本发明可现场直接检测注浆结石体的力学性质，得出的数据更具实际意义。
（2）本发明可同时检测注浆体的结石强度与抗剪强度，测定方法比较简单易行，价格低廉。
（3）本发明可判断注浆后3d、7d、28d结石体力学性质的变化，也可根据工程实际情况对结石体的力学性能测试时间进行调节。
附图说明
图1是本发明的钻孔布置示意图；
图2是本发明中直钢筋在钻孔中的布置示意图；
图3是本发明中直钢筋拉拔试验装置的连接简图；
图4是本发明中弯曲一定角度的钢筋在钻孔中的布置示意图；
标号说明： 1-被注浆体， 2-槽钢， 3-钢垫板， 4-液压油缸， 5-锚具， 6-直钢筋， 7-数显仪表。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1~3所示，一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，包括以下步骤：
步骤S100：用钻机在破碎围岩的需注浆地段以三行四列的方式均匀打12个直径60mm，长度4.5m的钻孔；
步骤S200：分别在左侧两列的6个钻孔中放入直钢筋，右侧两列的6个钻孔中放入弯曲钢筋；
步骤S300: 该破碎围岩的注浆加固要求是注浆体28d的结石强度大于等于20MPa，抗剪强度大于等于10MPa，向该围岩内注入水泥—水玻璃浆液；
步骤S400：在注浆后的第3d，利用锚杆拉拔仪拉拔第一行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，并观察锚杆拉拔仪上数显仪表的读数；
步骤S500：拉拔直钢筋时，当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆结石强度要求20MPa所对应的拉力值16kN时（受力面积按800mm2计算），停止拉拔，观察注浆体及直钢筋的情况，如果注浆体没有出现严重的变形和破坏且直钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为该水泥—水玻璃浆液3d时的结石强度就已经达到了注浆要求的强度。拉拔弯曲钢筋时，当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆抗剪强度要求10MPa所对应的拉力值8kN时（受力面积按800mm2计算），停止拉拔，观察注浆体及弯曲钢筋的情况，如果注浆体没有出现严重的变形和破坏且弯曲一定角度的钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为该水泥—水玻璃浆液3d时的抗剪强度已经达到了注浆要求的强度。
步骤S600：在注浆后第7d、28d，重复步骤S400和S500，不同的是第7d拉拔第二行的4根钢筋，第28d拉拔第三行的4根钢筋，其余操作均相同。
实施例2：
如图1、4所示，一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，包括以下步骤：
步骤S100：用钻机在采空区需注浆地段以三行四列的方式均匀打12个直径60mm，长度4.5m的钻孔；
步骤S200：分别在左侧两列的6个钻孔中放入直钢筋，右侧两列的6个钻孔中放入弯曲一定角度的钢筋；
步骤S300: 该采空区的注浆加固要求是注浆体28d的结石强度大于等于1.5MPa，抗剪强度大于等于0.5MPa，向该围岩内注入非水溶性聚氨酯浆液；
步骤S400：在注浆后的第3d，利用锚杆拉拔仪拉拔第一行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，观察锚杆拉拔仪上数显仪表的读数；
步骤S500：拉拔直钢筋时，当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆结石强度要求1.5MPa所对应的拉力值1.2kN时（受力面积按800mm2计算），停止拉拔，观察注浆体及直钢筋的情况，如果注浆体没有出现严重的变形和破坏且直钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为该非水溶性聚氨酯浆液3d时的结石强度已经达到了注浆要求。拉拔弯曲一定角度的钢筋时，当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆抗剪强度要求0.5MPa所对应的拉力值0.4kN时（受力面积按800mm2计算），停止拉拔，观察注浆体及弯曲一定角度的钢筋的情况，如果注浆体没有出现严重的变形和破坏且弯曲一定角度的钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为该非水溶性聚氨酯浆液3d时的抗剪强度已达到了注浆要求。
步骤S600：在注浆后第7d、28d，重复步骤S400和S500，不同的是第7d拉拔第二行的4根钢筋，第28d拉拔第三行的4根钢筋，其余操作均相同。

Claims (6)

1.一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100～用钻机在需要注浆地段均匀地打钻孔，所述钻孔的个数为12个，12个钻孔以三行四列的方式均匀排列；
S200～分别在第一列与第二列钻孔中放入直钢筋，第三列与第四列钻孔中放入弯曲钢筋；
S300～向该注浆区域内的12个钻孔中注入浆液；
S400～在注浆完成后的第3d，利用锚杆拉拔仪分别拉拔直钢筋与弯曲钢筋，在拉拔的同时观察锚杆拉拔仪上数显仪表的读数，确定拉拔力是否达到注浆结石体的强度要求值；
S500～当锚杆拉拔仪上数显仪表的读数达到注浆强度要求所对应的拉力值时，结束拉拔，观察直钢筋与弯曲钢筋是否发生松动、是否被拉出钻孔、拉出的距离以及结石体是否发生破坏；
S600～在注浆完成后的第7d、28d，重复步骤S400和S500，第7d拉拔第二行的4根钢筋，第28d拉拔第三行的4根钢筋。
2.根据权利要求1所述的一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：所述的步骤S100中，所述钻孔的直径为60mm，深度为4.5m，每个钻孔间的间距为1m。
3.根据权利要求1或2所述的一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：所述的步骤S200中，所述直钢筋采用HRB400三级螺纹钢，它的抗拉强度可达540MPa，直径为32mm，长度为5m，根数为6根；所述弯曲钢筋也采用HRB400三级螺纹钢，弯曲角度为90°，长度为5m，宽度小于60mm，根数为6根。
4.根据权利要求1或3所述的一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：所述步骤S500中，在拉拔直钢筋时，如果两次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体均未发生变形和破坏，直钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为这种注浆材料3d时的结石强度已经达到了注浆要求的强度，在拉拔弯曲钢筋时，如果两次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体均未发生变形和破坏，弯曲钢筋也没有松动或拉出钻孔，则可以认为这种注浆材料3d时的抗剪强度已经达到了注浆要求的强度。
5.根据权利要求1或4所述的一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：所述步骤S600中，在注浆后的第7d，分别用锚杆拉拔仪拉拔第二行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，判断该注浆材料第7d的结石强度与抗剪强度是否达到注浆要求的强度，如果四次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体未发生变形和破坏，钢筋均没有松动或拉出钻孔，则该材料的第7d结石强度与抗剪强度达到了注浆要求强度，否则未达到要求；在注浆后的第28d，分别用锚杆拉拔仪拉拔第三行的两个直钢筋与两个弯曲钢筋，判断该注浆材料第28d的结石强度与抗剪强度是否达到了注浆要求，如果四次数显仪表的读数达到注浆加固要求的拉力值时，注浆体未发生变形和破坏，钢筋均没有松动或拉出钻孔，则该材料的第28d结石强度与抗剪强度达到了注浆要求强度，否则未达到要求。
6.根据权利要求1所述的一种现场测试注浆体结石强度与抗剪强度的方法，其特征在于：利用锚杆拉拔仪每周对注浆体结石强度与抗剪强度进行测试，或隔月检测一次。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110823717A (zh) * 2019-11-01 2020-02-21 广州大学 一种半柔性路面抗剪强度测试装置及测试方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303598A (ja) * 1998-04-22 1999-11-02 Shimizu Corp グラウトと地山のせん断強度試験方法
JP2003329574A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Usei Sho ロックボルトとグラウトの付着強度試験方法およびその供試体
CN101799386A (zh) * 2009-12-25 2010-08-11 福州大学 一种冒矸注浆充填体工程力学特性的测试装置及测试方法
CN104374649A (zh) * 2014-11-20 2015-02-25 广州市建筑科学研究院有限公司 一种用于观测管桩与注浆土体之间剪切变形破坏特征的试验装置及方法
CN108439905A (zh) * 2018-04-25 2018-08-24 北京鸿锐嘉科技发展有限公司 注浆结合料及其性能参数检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11303598A (ja) * 1998-04-22 1999-11-02 Shimizu Corp グラウトと地山のせん断強度試験方法
JP2003329574A (ja) * 2002-05-10 2003-11-19 Usei Sho ロックボルトとグラウトの付着強度試験方法およびその供試体
CN101799386A (zh) * 2009-12-25 2010-08-11 福州大学 一种冒矸注浆充填体工程力学特性的测试装置及测试方法
CN104374649A (zh) * 2014-11-20 2015-02-25 广州市建筑科学研究院有限公司 一种用于观测管桩与注浆土体之间剪切变形破坏特征的试验装置及方法
CN108439905A (zh) * 2018-04-25 2018-08-24 北京鸿锐嘉科技发展有限公司 注浆结合料及其性能参数检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张永兴等: "预应力锚索注浆体与岩石黏结截面抗剪强度试验", 《中国公路学报》 *
王强等: "改性水泥基注浆材料物理力学性能试验及应用", 《煤炭科学技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110823717A (zh) * 2019-11-01 2020-02-21 广州大学 一种半柔性路面抗剪强度测试装置及测试方法

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