本發(fā)明屬于隧道圍巖變形監(jiān)控量測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能觀測隧道圍巖位移的噴射混凝土，可用于新奧法施工的隧道工程。
背景技術(shù)：
在隧道工程中，自新奧法技術(shù)問世以來，測量洞室開挖過程中圍巖發(fā)生的位移量已逐漸受到重視。圍巖位移監(jiān)測信息應(yīng)用在圍巖變形破裂評價(jià)預(yù)測中，例如，預(yù)測圍巖松動(dòng)圈范圍、巖爆和大變形，并且能優(yōu)化隧道圍巖二次支護(hù)的時(shí)間。
目前在工程實(shí)踐中采集的圍巖位移量信息通常是測點(diǎn)之間的相對位移量，測量信息多少受到測點(diǎn)數(shù)量的限制，難以從整體上反映出圍巖位移情況。另外，隧道圍巖常規(guī)位移監(jiān)測一般需要測量設(shè)備，特別是場位移監(jiān)測，除需要采用專用的位移計(jì)外，還具有埋設(shè)困難的缺點(diǎn)。因此，獲得一種既能從整體上測量圍巖位移、又能快捷方便地觀測隧道圍巖位移的方法，對提高現(xiàn)有隧道圍巖變形監(jiān)控量測水平具有重要作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能觀測隧道圍巖位移的噴射混凝土，它既能作為普通的噴射混凝土用于隧道圍巖加固，又能夠在噴射混凝土加固結(jié)束后從整體上方便、快捷地觀測隧道圍巖位移。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它采用水泥、碎石、砂、速凝劑和四針量子點(diǎn)纖維溶液均勻混合制成，其質(zhì)量配比如下：
水泥：80~150份，
碎石：200~350份，
砂：100~150份，
速凝劑：3~6份，
四針量子點(diǎn)纖維溶液：5~10份。
本發(fā)明的工作原理是：按照以上范圍的質(zhì)量配比，將水泥、碎石、砂攪拌均勻后，加入速凝劑以及四針量子點(diǎn)纖維溶液，配置成含有四針量子點(diǎn)纖維添加劑的混凝土，該混凝土噴涂于隧道圍巖后會(huì)很快凝固。當(dāng)隧道圍巖因?yàn)樾逗杉皯?yīng)力重分布產(chǎn)生位移，隧道圍巖表面的噴射混凝土層也發(fā)生位移，從而噴射混凝土層表面各點(diǎn)的相對位移會(huì)使混合在其中的量子點(diǎn)纖維產(chǎn)生應(yīng)變改變。
根據(jù)“Tetrapod Nanocrystals as Fluorescent Stress Probes of Electrospun Nanocomposites”，Shilpa N. Raja，Andrew C. K. Olson，Kari Thorkelsson， Nano Letters，2013, 13, 3915? 3922，（四針量子點(diǎn)多聚納米復(fù)合纖維的熒光壓力探測器，Shilpa N. Raja，Andrew C. K. Olson，Kari Thorkelsson，納米快報(bào)，2013, 13期 第3915? 3922頁）中記載了一種會(huì)發(fā)光的納米復(fù)合纖維，這種纖維受到外力時(shí)會(huì)變形，四針量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度會(huì)隨之改變。本發(fā)明的混凝土表面各點(diǎn)處的量子點(diǎn)纖維的熒光強(qiáng)度改變與噴射混凝土表面各點(diǎn)的相對位移，能通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，得出噴射混凝土表面各點(diǎn)處的量子點(diǎn)纖維的熒光強(qiáng)度改變與噴射混凝土表面各點(diǎn)的相對位移的關(guān)系式及曲線。
實(shí)驗(yàn)標(biāo)定就是將本發(fā)明制作成標(biāo)準(zhǔn)試塊并在單軸壓縮儀上加載，在加載過程采用激發(fā)光源照射,并用光譜儀進(jìn)行觀測采集熒光強(qiáng)度，同時(shí)采用試塊的裂紋寬度代表噴射混凝土表面各點(diǎn)的相對位移，測量出裂紋寬度變化的位移與熒光強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系。
觀測隧道圍巖位移時(shí)，采用一個(gè)激發(fā)光源照射噴射混凝土層的表面。對比在兩個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)觀察到的混凝土表面各點(diǎn)處熒光的強(qiáng)度變化情況，能測量隧道圍巖的位移信息。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：該混合有量子點(diǎn)纖維的混凝土既可用于隧道圍巖加固，又可在混凝土加固結(jié)束后從整體上方便、快捷地觀測隧道圍巖位移。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1
本實(shí)施例的質(zhì)量配比如下
水泥：10kg,
碎石：20kg,
砂：10kg,
速凝劑：0.4kg,
四針量子點(diǎn)纖維溶液：0.8kg,
經(jīng)混合攪拌均勻后即得。
將該配比的混凝土制作成標(biāo)準(zhǔn)試塊，尺寸為150×150×150mm3。將制成的標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸壓縮儀上進(jìn)行加載，同時(shí)在加載時(shí)，采用激發(fā)光源照射并用光譜儀進(jìn)行觀測采集熒光強(qiáng)度，并測量出裂紋寬度變化。
采用該配比制成的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸加載過程中,試件的裂紋寬度變化和所采集到的熒光強(qiáng)度變化均較明顯,表明該配比下的含量子點(diǎn)纖維的混凝土工作性能良好，且試件的裂紋發(fā)展明顯,方便了裂紋寬度量測工作。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的質(zhì)量配比如下
水泥：8kg,
碎石：20kg,
砂：10kg,
速凝劑：0.3kg,
四針量子點(diǎn)纖維溶液：0.5kg,
經(jīng)混合攪拌均勻后即得。
將該配比的混凝土制作成標(biāo)準(zhǔn)試塊，尺寸為150×150×150mm3。將制成的標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸壓縮儀上進(jìn)行加載，同時(shí)在加載時(shí)，采用激發(fā)光源照射并用光譜儀進(jìn)行觀測采集熒光強(qiáng)度，并測量出裂紋寬度變化。
采用該配比制成的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸加載過程中,試件的裂紋發(fā)展明顯，且裂紋寬度變化較大，但所采集到的熒光強(qiáng)度始終較小，且變化不明顯。測試表明該配比下的四針量子點(diǎn)纖維溶液含量較少，導(dǎo)致該含量子點(diǎn)纖維的混凝土工作性能不良。該實(shí)施例所采用的質(zhì)量配比可作為配置本發(fā)明的噴射混凝土的配比下限。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的質(zhì)量配比如下
水泥：15kg,
碎石：35kg,
砂：15kg,
速凝劑：0.6kg,
四針量子點(diǎn)纖維溶液：1.0kg,
經(jīng)混合攪拌均勻后即得。
將該配比的混凝土制作成標(biāo)準(zhǔn)試塊，尺寸為150×150×150mm3。將制成的標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸壓縮儀上進(jìn)行加載，同時(shí)在加載時(shí)，采用激發(fā)光源照射并用光譜儀進(jìn)行觀測采集熒光強(qiáng)度，并測量出裂紋寬度變化。
采用該配比制成的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊在單軸加載過程中,試件的裂紋發(fā)展明顯，但裂紋寬度變化較小，且所采集到的熒光強(qiáng)度變化較小。測試表明該配比下的試件的力學(xué)性能不符合要求，導(dǎo)致該含量子點(diǎn)纖維的混凝土工作性能不良。該實(shí)施例所采用的質(zhì)量配比可作為配置本發(fā)明的噴射混凝土的配比上限。
結(jié)合上述三個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明采用水泥、碎石、砂、速凝劑和四針量子點(diǎn)纖維溶液，其質(zhì)量配比如下：
水泥：80~150份，
碎石：200~350份，
砂：100~150份，
速凝劑：3~6份，
四針量子點(diǎn)纖維溶液：5~10份。
本發(fā)明經(jīng)以上成分混合攪拌均勻后即得。