阅读说明：本技术 一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法 (Detection and monitoring method for grouting material by utilizing conductivity difference ) 是由 胡瑾 王向鹏 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法,包括以下步骤：在待灌浆的区域预埋数根电极；采用电极法求得待灌浆的区域的原始电阻值；根据原始电阻值调整灌浆材料中改变导电性能材料的种类与占比,并进行待灌浆的区域的灌浆浇筑；采用电极法求得灌浆后的当前电阻,若原始电阻值与当前电阻相同或无限接近,则该区域无灌浆材料,否则,该区域已含有灌浆材料。通过上述方案,本发明具有成本低廉、资源利用率高、检测简便等等优点,在灌浆材料技术领域具有很高的实用价值和推广价值。(The invention discloses a method for detecting and monitoring a grouting material by utilizing conductivity difference, which comprises the following steps of: pre-burying a plurality of electrodes in an area to be grouted; obtaining an original resistance value of an area to be grouted by adopting an electrode method; the type and the proportion of the conductive material in the grouting material are changed according to the original resistance value adjustment, and grouting and pouring of the area to be grouted are carried out; and (3) obtaining the current resistance after grouting by adopting an electrode method, wherein if the original resistance value is the same as or infinitely close to the current resistance, the area does not contain grouting materials, and otherwise, the area already contains the grouting materials. Through the scheme, the grouting material detection method has the advantages of low cost, high resource utilization rate, simplicity and convenience in detection and the like, and has high practical value and popularization value in the technical field of grouting materials.)

一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法

技术领域

本发明涉及灌浆材料技术领域，尤其是一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法。

背景技术

本文所述的灌浆检测与监测工艺可用于适合灌浆的各类环境，灌浆效果与质量检测是检测灌浆后的灌浆填充情况及其是否达到设计要求的物理力学性能。传统的灌浆检测是通过钻取灌浆后的实地样品，采用实验室做强度测试并观察灌浆质量方式进行检测；首先是无法进行施工过程的实时监测，同时只能对检测点进行定点检测，并且，钻取的数量、位置等等都是有限的，后期检测方法也费时、费用高、无法掌握全面的灌浆情况。不仅如此，打钻取芯后，钻取点还需进行二次灌浆封闭钻孔，封孔质量也会影响最终灌浆质量。在灌浆检测与监测中，钻取实地样品的数量是很多的，由于灌浆浇筑后，是无法直观观看的灌浆材料的流向，裂缝的走向、宽度等等都是未知的，那么，传统的钻取检测与监测是盲目、且极有可能造成待灌浆区域“千疮百孔”，如此，检测与监测的工作量大、且严重破坏原始地质条件。

为了能实现快速检测与监测，提出了利用灌浆料与周围岩土或其他材料电阻差来实时监测及检测灌浆效果的新型灌浆方法及与之配套的新型灌浆材料设计方法及检测与监测设备的发明，上述环境下的灌浆的空洞存在空腔或/和岩体水等，其中，岩体水中又含有大量的导电离子或导电金属材料，那么，就需要减低灌浆材料的导电率；同理地，若灌浆的环境是空腔类型，其导电率是接近无穷小，此时，就需要提高灌浆材料的导电率。本方法可以适应不同条件下的灌浆检测与监测，施工简单、性能良好，导电灌浆材料的配比设计可针对不同环境特点选择相应的添加材料，方便有效。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法，本发明采用的技术方案如下：

一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法，包括以下步骤：

在待灌浆的区域预埋数根电极；

采用电极法求得待灌浆的区域的原始电阻值；

根据原始电阻值调整灌浆材料中改变导电性能材料的类别与占比，并进行待灌浆的区域的灌浆浇筑；

采用电极法求得灌浆后的当前电阻，若原始电阻值与当前电阻相同或无限接近，则该区域无灌浆材料，否则，该区域已含有灌浆材料。

进一步地，所述根据原始电阻值调整灌浆材料中改变导电性能材料的类别与占比，采用调整灌浆材料中的玄武岩纤维或石墨或钢纤维的占比，且占比取值范围为0.1％-50％。

优选地，所述利用导电性能差异的灌浆材料还包括水泥基材料、石膏基材料、胶凝材料、细集料、粗集料、水其中之一或几种组合。这些材料均可使用满足环境要求的固废材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙地提出了一种基于电极法的灌浆材料检测，其无需在灌浆浇筑后进行钻取离线检测，其检测的效率高、且施工成本低廉，在灌浆材料的检测与监测技术领域提出了一个全新的检测工艺；

(2)本发明巧妙地采用玄武岩纤维作为原材料，其作用是降低灌浆材料的导电率，其适用于含有大量的导电离子或导电金属材料的环境；同理地，本发明采用石墨和钢纤维的作用是提高灌浆材料的导电率，其适用于空穴等环境。

(3)本发明巧妙地利用固废的新型水泥基材料、石膏基材料、胶凝材料、细集料、粗集料、水其中之一或几种组合(这些材料均可使用满足环境要求的固废材料)的组成材料和配比，改变灌浆材料的电阻，解决电阻降低材料普遍存在的强度降低问题。

(4)本发明通过改变电阻率，实现灌浆材料与原地质工程环境的区分，以便于对灌浆材料的性能检测，无需钻取样品便可实现在线检测(预埋探头)。

(5)本发明节省了灌浆检测的成本，节省能源、提高资源利用率、减少地下空间尤其是水污染。

综上所述，本发明具有成本低廉、资源利用率高、检测简便等等优点，在灌浆材料技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的灌浆材料电阻率测试示意图(一)。

图2为本发发明的灌浆材料电阻率测试示意图(二)。

图3为本发明的石墨或钢纤维添加量与电阻值的现场测试曲线图。

图4为本发明的玄武岩纤维添加量与电阻值的现场测试曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图4所示，本实施例提供了一种利用导电性能差异的灌浆材料的检测与监测方法，包括以下步骤：

第一步，在待灌浆的区域预埋数根电极；在本实施例中，预埋电极的深度远比钻取的深度低，且不仅仅可以提供灌浆浇筑后的质量检测，还可以为后期的灌浆材料耐久性等检测提供保障。

第二步，采用电极法求得待灌浆的区域的原始电阻值。

第三步，根据原始电阻值调整利用导电性能差异的灌浆材料中改变导电性能材料的种类与占比，并进行待灌浆的区域的灌浆浇筑；例如，某一隧道的灌浆区域，其灌浆区域含有大量的导电离子，为了区分岩土与灌浆材料，那么，就需要降低该灌浆材料的导电率，增加电阻值，如图4所示，本实施例通过添加玄武岩纤维，使得电阻变大；另外，本实施例还选取了一个空穴，其电阻值近似无穷大，那么我们需要增加导电率，降低电阻值，如图3所示，本实施例通过添加石墨或钢纤维，使得电阻值变小。直观来说，例如原始的电阻值为1Ω，那么，在灌浆材料中添加玄武岩纤维，使电阻增大，例如增大至10000Ω，此时，在裂缝中浇筑灌浆材料，测量灌浆浇筑后的电阻值，若电阻值依然在1 Ω，那么，说明被检测区域是无导电灌浆材料的；若该区域的电阻值为400Ω或更高，那么，该区域的电阻值是发明了明显的变化；则说明该区域是有导电灌浆材料。同理地，当某区域的原始电阻为9000Ω，说明该区域存在空穴，那么，导电灌浆材料中添加石墨或钢纤维，以提高导电率，降低电阻，如被检测的区域的电阻值与原始电阻有明显的差异，那么，说明该区域已经存在导电灌浆材料。

第四步，采用电极法求得灌浆后的当前电阻，若原始电阻值与当前电阻相同或无限接近，则该区域无灌浆材料，否则，该区域已含有灌浆材料。

另外，本实施例添加的导电材料为0.1％-50％的玄武岩纤维或石墨或钢纤维，并且利用导电性能差异的灌浆材料还可以包含水泥基材料、石膏基材料、胶凝材料、细集料、粗集料、水其中之一或几种组合(这以上材料均可使用固废材料(水除外))。

由于本实施例采用的利用导电性能差异的灌浆材料为全新材料，为了验证不同配比的导电率及强度，特进行不同配比不同导电性能材料下的导电率及强度测试，其部分中间测试结果如下：

从表中可以得知，其通过总占比0.1％-50％的玄武岩纤维或石墨或钢纤维改变灌浆材料的电阻值，提高或降低灌浆电阻率以明显区分原有地质。

综上所述，本发明填补了无需钻取试验样本便可进行灌浆材料检测与监测的技术空白，降低施工成本的同时，也能缩短施工周期，与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，在灌浆材料技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。