一种基于混凝土导电特性测试立井混凝土内井壁的受力与变形的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混凝土导电特性测试立井混凝土内井壁的受力与变形的方法，适用于新建井混凝土内井壁的无损受力与变形测试。在立井混凝土内井壁受力大和常见的破坏位置的立井混凝土内井壁中添加短碳纤维，使局部立井混凝土内井壁本身具有导电性特性和自身感知受力特性；基于受压变形电阻显著变化的原理，采用专门设计扫描测试电路和无线传输技术，实现对立井混凝土内井壁受力状况和损伤程度进行无损在线诊断检测。该技术改变原来测试技术的被动和点测试的不确定性，减小测试误差，加入碳纤维可以改善混凝土的抗拉、抗折性能，不降低内井壁的强度和安全性，具有：施工简便、性价比高、测试精度高等多重优点。性价比高、测试精度高等多重优点。性价比高、测试精度高等多重优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混凝土导电特性测试立井混凝土内井壁的受力与变形的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于混凝土导电特性测试立井混凝土内井壁的受力与变形的方法，尤其适用于建立井混凝土内井壁的受力与变形的无损测试，

技术介绍

[0002]立井井筒是煤矿生产最关键部位，其安全稳定是保证整个煤矿安全生产的前提。而立井在穿越复杂特殊地层导致了立井井壁的荷载难以准确合理确定，随着地层深度增加，按照《煤矿立井井筒及硐室设计规范》(GB50384
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2016)井壁设计厚度不断增加，进一步增加了立井井筒的建设成本、施工难度和安全隐患。其核心问题就是井壁的荷载不明确，而一味放大和折减井壁外荷载在工程建设中都是不可取的。
[0003]目前传统的井壁测试方法主要包括以下方案：
[0004](1)立井井筒内表面安装表面应变计：该方案对井壁的扰动小，可以获得立井井壁内表面的变形与受力，但是受到测点数量限制，只能获得局部点的变形与受力，仍然需要通过一定简化的数学模型来反演出井壁的受力，而此类表面应变计多是安装在相对完整的井壁位置对于已经破裂和破裂后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混凝土导电特性测试立井混凝土内井壁的受力与变形的方法，其特征在于：在测试层位立井混凝土内井壁(1)浇筑时，采用先掺法制作导电混凝土，在搅拌混凝土前先配制分散的短碳纤维溶液，然后将干料混合拌匀后，用短碳纤维溶液代替拌合水缓慢倒入搅拌机中，继续搅拌形成混凝土浆料，再浇筑入模，最后振捣成型后脱模养护，形成具有导电性特性和自身感知受力特性的导电混凝土内井壁(2)；在浇筑混凝土之前预埋多个紫铜电极(6)，每个紫铜电极(6)均采用紫铜导线(7)连接形成的扫描测试电路(8)，并在立井混凝土井壁受力大和常见的破坏位置设置自动数据采集装置(9)，通过间隔布置在井壁内侧的多个无线传输模块(10)将采集到的信息传输给井口数据采集电脑(11)；具体步骤如下：a.首先计算出导电混凝土的段高总的混凝土的用量，采用混凝土搅拌站每次的搅拌量为0.5m3/斗，计算出每次搅拌导电混凝土的配比；b.采用先掺法制作导电混凝土，将所需拌合水放入容器中置于高速分散仪下，启动转速为1500r/min～2500r/min的分散仪，向水中缓慢加入掺量为混凝土质量0.1％～0.4％的分散剂，分散剂溶液配制完成后，向其中均匀倒入掺量为混凝土质量0.2％～0.6％的短碳纤维，继续搅拌约15min～30min形成短碳纤维溶液；c.将配制混凝土的干料拌匀后，用短碳纤维溶液代替拌合水缓慢倒入搅拌机中，继续搅拌形成混凝土浆料，浇筑入模，振捣成型后脱模养护；d.设计井混凝土内井壁(1)的净直径和导电混凝土内井壁(2)的高度，并布设多个紫铜电极(6)进行测试，多个紫铜电极(6)依据井筒内径取整数均匀布置在导电混凝土内井壁(2)内；e.在浇筑混凝土之前预埋好紫铜电极(6)，为保证紫铜电极(6)不与立井混凝土内井壁中钢筋接触，在紫铜电极(6)接好线后，将紫铜电极(6)固定于与井中钢筋相连的PPR水管一端，然后向管内灌注环氧树脂胶，最后将PPR水管与井壁钢筋绑扎以实现紫铜电极(6)的预埋，每个紫铜电极(6)均采用直径1mm～3mm的紫铜导线(7)连接形成的扫描测试电路(8)，在立井混凝土井壁受力大和常见的破坏位置设置自动数据采集装置(9)，通过间隔布置在井壁内侧的多个无线传输模块(10)将自动数据采集装置(9)采集到的信息无线传输到井口数据采集电脑(11)；f.实时采集不同位置的紫...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金宏，王建州，赵光思，杨杰，陈拓，程玉波，况联飞，谷素兵，陈康，张拓，刘长春，谢一鸣，李明，张竞杰，朱飞跃，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：