本发明属于工程建设地下工程专业，涉及竖井投料工艺效果评价及指标测试领域，为一种采用竖井投料还原试验评价竖井投料对混凝土骨料级配和硬化指标影响的方法，特别适用于大埋深、长距离隧洞工程应用竖井投料工艺的可行性分析。
背景技术：
：竖井投料是隧洞工程施工中通过竖井将地表混凝土拌合物输送至地下施工处的投料方法。在隧洞工程建设中，采用竖井投料方式输送混凝土具有能耗低、速度快、效率高和节约地下空间等优点。竖井投料依靠混凝土拌合物重力自由下落运送，通常在洞外布设搅拌站，将混凝土拌合物通过竖井投入隧洞内，在洞底出料口由搅拌罐车接料、并运输至指定地点进行施工。混凝土拌合物自由下落至洞底，并瞬间缓冲停止。竖井投料过程中，混凝土拌合物在投放——承接过程中，骨料间经历了相互撞击的作用。根据竖井结构及深度的不同，骨料间的相互作用力也不同，对混凝土骨料的影响也不一样。这种撞击的直接结果可能导致混凝土拌合物中大粒径骨料(即粗骨料)破碎、小粒径骨料(即细骨料)含量增加，进而导致骨料的级配发生变化，从而改变混凝土的和易性和硬化后混凝土的强度、抗渗性和抗冻性等。为了研究竖井投料后混凝土拌合物中粗、细骨料自身参数指标及硬化后混凝土物理力学性能等的变化情况，提出了一种采用竖井投料还原试验方法评价竖井投料工艺效果的分析方法，为竖井投料施工技术的实施应用提供依据。技术实现要素：本发明的目的是提供一种竖井投料还原试验方法，本方法测试投料前后混凝土拌合物及硬化混凝土技术指标，以达到对竖井投料工艺效果进行评价的目的。采用的技术方案是：(1)一种竖井投料还原试验方法：采用“冲洗法”将竖井井上的投料前的混凝土拌合物和井下投料后的混凝土拌合物中的骨料还原出来，然后针对还原出来的骨料采用标准规范方法测试相关技术指标，并与堆料阶段的原材料的相应指标进行对比，从而分析出竖井投料对混凝土骨料技术指标的影响。(2)试验依据的标准包括：①GB/T14684-2011《建设用砂》。②GB/T14685-2011《建设用卵石、碎石》。③SL352-2006《水工混凝土试验规程》。(3)试验测试的对象包括：①堆料阶段的混凝土原材料。②井上投料前的混凝土拌合物。③井下投料后的混凝土拌合物。④井上投料前的混凝土混合料。⑤井下投料后的混凝土混合料。(4)测试指标包括：①混凝土原材料性能指标测试，包括骨料质量、砂石混合料颗粒级配试验和10-20mm粒径级料压碎指标试验。②混凝土拌合物性能指标测试，包括投料前与投料后分别进行混凝土拌合物的坍落度、含气量，以及还原骨料的颗粒级配及10-20mm粒径级料压碎指标。③硬化混凝土性能指标测试，包括投料前与投料后进行硬化混凝土抗压强度(28d)、抗渗性和抗冻性试验。本方法中所称“竖井投料还原试验”，是指通过试验将井上、井下混凝土拌合物中的骨料还原，重新测试其颗粒级配、压碎指标等，分析竖井投料对混凝土拌合物中骨料的影响程度，通过对井上和井下混凝土拌合物及硬化混凝土技术指标测试，综合分析研究竖井投料技术的应用。其优点在于：本方法测试投料前后混凝土拌合物及硬化混凝土技术指标，以达到对竖井投料工艺效果进行评价的目的。测试方法准确科学。具体实施方式一种竖井投料还原试验的方法：(1)混凝土原材料性能指标测试。混凝土原材料中的粗骨料是混凝土的骨架支持。在竖井投料的过程中可能对粗骨料性能产生一定的影响，从而改变了混凝土的原有级配，导致硬化混凝土某些性能指标发生变化。故对混凝土原材料要进行相关的试验、测试。①骨料质量。根据相关规范对细骨料(河砂)的含泥量、泥块含量、表观密度、饱和面干吸水率、堆积密度、空隙率、细度模数以及粗骨料的含泥量、泥块含量、表观密度、针片状颗粒含量、堆积密度、空隙率等参数进行试验。②砂石混合料颗粒级配试验。为了检验、测试竖井投料对混凝土拌合物中骨料级配的影响程度，进行混凝土拌合物中砂石混合料颗粒级配试验。考虑到原材料本身也存在一定的不均匀性，故对①堆料阶段的混凝土原材料、④井上投料前的混凝土混合料(拌合后投料前)以及⑤井下投料后的混凝土混合料(拌合后投料后混合料)分别进行级配测试。颗粒级配试验要测出各粒径级的累计筛余量(砂：SiL；碎石：GiL5-20、GiL20-40)，并依据混凝土配合比中砂的质量比(miS)和碎石的质量比(miG5-20、miG20-40)，根据公式计算砂石混合料的各粒径级累计筛余量(miH)。各粒径级累计筛余量的计算公式1如下所示：miH＝SiL×miS+GiL5-20×miG5-20+miG20-40×GiL20-40(1)式中，i－第i级孔径。③10-20mm粒径级料压碎指标试验。为了检验竖井投料对粗骨料抵抗压碎能力的影响程度，依据DL/T5151《水工混凝土砂石骨料试验规程》，对④井上投料前的混凝土混合料以及⑤井下投料后的混凝土混合料中10-20mm粒径级料进行压碎指标试验。压碎指标计算见公式2(准确至0.1％)。式中：C－压碎指标，％。G0－试样质量，g。G0－试样压碎后筛余量，g。(2)混凝土拌合物性能指标测试。为了检验竖井投料对混凝土拌合物和易性及含气量的影响程度，依据DL/T5150《水工混凝土试验规程》，现场分别测试了②井上投料前的混凝土拌合物以及③井下投料后的混凝土拌合物的坍落度和含气量。①坍落度测试。坍落度测试需要坍落度筒、捣棒和钢尺三种仪器。混凝土拌合物的坍落度以mm计，取整数。②含气量测试。含气量测试主要的仪器设备为含气量筒。当骨料最大粒径超过40mm时，应采用湿筛法剔除，此时测出的结果并不是原级配混凝土的含气量，需要时可根据配合比进行换算。含气量按式3计算(准确至0.1％)：A＝A1-C(3)式中：A－拌合物的含气量，％。A1－仪器测得的拌合物的含气量，％。C－骨料校正因素，％。(3)硬化后混凝土性能指标测试。硬化后混凝土性能指标主要测试力学指标抗压强度和耐久性指标抗冻等级和抗渗等级三个参数。分②井上投料前的混凝土拌合物以及③井下投料后的混凝土拌合物硬化混凝土性能指标测试两个部分。①混凝土立方体试件抗压强度试验。骨料最大粒径与混凝土试件规格关系见表1。表1骨料最大粒径与试件规格表(mm)骨料最大粒径试件规格骨料最大粒径试件规格≤30100×100×10080300×300×30040150×150×150150450×450×450混凝土立方体抗压强度按式4计算(准确至0.1MPa)：式中：fcc－抗压强度，MPa。P－破坏荷载，N。A－试件承压面积，mm2。②混凝土抗渗性试验。混凝土抗渗等级，以每六个试件四个未出现渗水时的最大水压力表示。抗渗等级按式5计算：W＝10H-1(5)式中：W－混凝土抗渗等级。H－六个试件中有三个渗水时的水压力，MPa。③混凝土抗冻性试验。相对动弹模量按式6计算：式中：Pn－n次冻融循环后试件相对动弹模量，％。f0－试件冻融循环前的自振频率，Hz。fn－试件冻融n次循环后的自振频率，Hz。质量损失率按式7计算：式中：Wn－n次冻融循环后试件质量损失率，％。G0－冻融前的试件质量，g。Gn－n次冻融循环后的试件质量，g。当前第1页1 2 3