本發(fā)明涉及注漿材料，具體涉及一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料及性能評估方法。

背景技術：

1、隨著城市人口不斷增加，地面可利用面積已然告急，因此地下空間的利用就顯得尤為重要。作為人們生活衣食住行中必不可少的“行”，地下隧道交通自然成為地下空間利用的重要一環(huán)。盾構技術作為眾多地下施工技術中的一種，因其高效、安全的優(yōu)點現(xiàn)已逐漸成為地下隧道工程的主流技術。但隨著盾構機的推進，各地層的土壤、巖石等物質被排出堆積在地表成為廢棄的盾構渣土。大量盾構渣土的堆積可能會因其中的重金屬或其他有害物質滲透進土壤污染地下水而對附近水資源和生態(tài)環(huán)境帶來持久危害，若進行轉運則會產生不小的費用并可能在運輸過程中導致粉塵和有害顆粒生成對空氣造成污染。因此如何有效利用盾構渣土就成為一項日益嚴峻的問題。

2、現(xiàn)階段，利用盾構渣土制備盾構同步注漿漿液的資源化利用成為解決盾構渣土問題的一項新方法。目前國內外學者對利用盾構渣土制備注漿材料開展了大量研究，也取得了許多成果。但現(xiàn)有研究多存在盾構渣土制備出的注漿漿液強度低，韌性差的缺點。此外現(xiàn)有研究僅提出了注漿材料的用料及制備方法，并沒有對制備出的注漿材料的性能進行評估。

3、纖維在摻入注漿材料后，其纖維單絲與注漿材料連為一體，提高材料的連續(xù)性，同時纖維與注漿材料共同受力，并為注漿材料分擔變形以此增加注漿材料的強度和韌性。因此有必要提出一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法以解決當前存在的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料，所述生態(tài)注漿材料由盾構渣土、固化材料、水、引氣劑、束狀單絲纖維組成。

2、可選的，所述盾構渣土包括粗砂、礫石、粉砂和黏土。

3、可選的，所述固化材料為水泥。

4、可選的，所述單絲或束狀纖為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維和耐堿玻璃纖維中的一種或多種。

5、本發(fā)明還公開一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能的評估方法，包括：

6、步驟s1、獲取所述生態(tài)注漿材料的性能指標參數(shù)；

7、步驟s2、基于所述性能指標參數(shù)，使用復合權重計算所述生態(tài)注漿材料的每個性能指標的復合權重值；

8、步驟s3、基于所述復合權重值，通過綜合性能評價方法得到所述生態(tài)注漿材料的綜合評估值。

9、可選的，所述步驟s1中，性能指標參數(shù)主要包括：表觀密度、稠度、凝結時間、泌水率、結石率、立方體抗壓強度和水陸強度比。

10、可選的，所述步驟s2中，復合權重值wj的計算公式為：

11、

12、其中，we,j為生態(tài)注漿材料性能指標熵權法權重值，σj為注漿漿液性能指標對比強度，rij為注漿材料兩性能指標相關系數(shù)，m表示注漿材料性能指標個數(shù)，i、j為注漿材料性能指標編號。

13、可選的，所述生態(tài)注漿材料性能指標熵權法權重值we,j的計算方法為：

14、

15、其中，ej表示j指標信息熵，計算方法為：式中，n表示試驗組數(shù)，pkj表示k組j指標歸一化處理后的概率，歸一化處理方式為：xk,j’表示第k組j指標參數(shù)歸一化處理后的值，xk,j表示第k組j指標參數(shù)初始值，xjmax、xjmin分別表示j指標參數(shù)初始最大值、最小值。

16、可選的，所述步驟s3中，綜合評估值h的計算方法為：

17、

18、其中，wj表示注漿材料性能指標復合權重值，xj+、xj-分別表示j指標參數(shù)最優(yōu)值、最劣值，k為試驗組代碼。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

20、1、通過在注漿材料中加入纖維使得注漿材料的韌性得到了提高，改善了現(xiàn)有盾構渣土制備的注漿材料的強度低、韌性差的缺點。同時緩解了大量盾構渣土堆積造成的環(huán)境污染，減少了盾構渣土轉運消耗的財力物力，兼具生態(tài)效益及經濟效益。

21、2、通過本發(fā)明的性能評估方法可以快速計算出注漿材料的性能綜合評估值進而可以更加迅速準確地對注漿材料的性能進行評估。

技術特征：

1.一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料，其特征在于，所述生態(tài)注漿材料由盾構渣土、固化材料、水、引氣劑、束狀單絲纖維組成。

2.根據(jù)權利要求1所述的生態(tài)注漿材料，其特征在于，所述盾構渣土包括粗砂、礫石、粉砂和黏土。

3.根據(jù)權利要求2所述的生態(tài)注漿材料，其特征在于，所述固化材料為水泥。

4.根據(jù)權利要求3所述的生態(tài)注漿材料，其特征在于，所述束狀單絲纖維為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維和耐堿玻璃纖維中的一種或多種。

5.一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法，所述評估方法用于評估權利要求1-4任一項所述的生態(tài)注漿材料，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法，其特征在于，所述步驟s1中，性能指標參數(shù)主要包括：表觀密度、稠度、凝結時間、泌水率、結石率、立方體抗壓強度和水陸強度比。

7.根據(jù)權利要求5所述的基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法，其特征在于，所述步驟s2中，復合權重值wj的計算公式為：

8.根據(jù)權利要求7所述的基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法，其特征在于，所述生態(tài)注漿材料性能指標熵權法權重值we,j的計算方法為：

9.根據(jù)權利要求5所述的基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料性能評估方法，其特征在于，所述步驟s3中，綜合評估值h的計算方法為：

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于盾構渣土和纖維改性的生態(tài)注漿材料及性能評估方法，所述方法包括：步驟S1、獲取所述生態(tài)注漿材料的性能指標參數(shù)；步驟S2、基于所述性能指標參數(shù)，使用復合權重計算所述生態(tài)注漿材料的每個性能指標的復合權重值；步驟S3、基于所述復合權重值，通過綜合性能評價方法得到所述生態(tài)注漿材料的綜合評估值。本發(fā)明通過在注漿材料中加入纖維使得注漿材料的韌性得到了提高，改善了現(xiàn)有盾構渣土制備的注漿材料的強度低、韌性差的缺點。同時緩解了大量盾構渣土堆積造成的環(huán)境污染，減少了盾構渣土轉運消耗的財力物力，兼具生態(tài)效益及經濟效益。

技術研發(fā)人員：李曉靜,于海晨,劉平,王洪濤,李召峰,楊為民,馬傳鑫,王曉晨,馮嘯
受保護的技術使用者：山東建筑大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8