1.一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于:所述方法使用的机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价装置,所述装置包括振动装置(1)、实心基座(2)、温控装置(3)、可更换衬板(4)、圆模(5)、固定机架(6)、加压头(8)、挡板(9)、称量装置(10)、自动采集处理装置(11)和试样储物柜(12);自动采集处理装置(11)设置在试样储物柜(12)的一侧,固定机架(6)安装于试样储物柜(12)的顶部,实心基座(2)安装于固定机架(6)的底部,称量装置(10)安装于实心基座(2)的顶面,振动装置(1)安装于实心基座的底面,温控装置(3)安装于实心基座(2)的顶面,可更换衬板(4)放置于实心基座(2)上,挡板(9)放置在可更换衬板(4)上,圆模(5)放置在更换衬板(4)上或挡板(9)上,加压头(8)的底端伸入圆模(5)内;可更换衬板包括过滤网衬板、实心衬板和方孔筛衬板,其中,过滤网衬板起到圆模(5)排水或溶液时将小颗粒试样流出的作用,实心衬板用于试样压碎指标试验,方孔筛衬板用于颗粒自动筛分试验;挡板用于承受圆模(5)中样品重量;1)试样制作:采用振动装置(1)、温控装置(3)、称量装置(10)快速获取烘干及饱和面干试样;2)表观密度和吸水率测试:测出已知质量饱和面干试样装入注满水的圆模(5)中排出水的质量,并加热得到烘干试样的质量;3)压碎指标及软化系数测试:分别对烘干、饱和面干试样依次加压、自动筛分和称量,其中,加压时,将可更换衬板更换为实心衬板;4)坚固性测试:基于温控、自动筛分和称量实现对坚固性的快速测试;5)数据自动采集处理:自动采集处理上述数据;所述的步骤1)试样制作具体包括以下步骤:推入圆模下的挡板,将试样放入圆模(5)中,使用温控装置(3)和称量装置(10)将试样烘干至恒重,实现试样快速烘干;另取一份试样放入圆模(5)中,向圆模(5)中加入水,水面至少高出试样50mm,然后开启温控装置(3),加热过程中圆模(5)内水面应始终保持高于试样面,采用温控装置(3)沸煮试样6h,沸煮后,将衬板更换为过滤网衬板(4),推出挡板(9),将圆模(5)中的水放出,并经振动装置(1)振动脱水以实现试样快速饱和面干;将制作的饱和面干和烘干试样分别放入仪器中的恒温恒湿和干燥试样储物柜(12)中,以备后续测试使用;所述的步骤4)坚固性测试具体包括以下步骤:推入圆模(5)下的挡板(9),将一定量烘干试样和饱和硫酸钠溶液置于圆模(5)中,基于温度调控加速硫酸钠溶液对试样的破坏,加热过程中温度控制为60±5℃,持续加热10h,并应加水保证试验过程中硫酸钠液面始终浸没试样,加热完成后回收硫酸钠溶液,并开始采用温度调控加热烘干试样,加热烘干时间为4h,再按上述方法进行第二次循环;从第二次循环开始,加热浸泡时间为2h,加热烘干时间为4h,共循环5次,实现试样快速浸泡和烘干;将衬板更换为方孔筛衬板(4),启动振动装置(1),筛除颗粒,并用称量装置(10)自动称量圆模(5)中试样的质量。
2.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤1)中温控装置(3)由加热电阻丝和温度传感器组成,称量装置(10)由电子天平组成,振动装置(1)振幅可为1mm,2mm,3mm,4mm,5mm中的一种或几种,温控装置(3)、称量装置(10)和振动装置(1)均与自动采集处理装置相连,并受自动采集处理装置控制,方孔筛衬板的孔径可为2.36mm,4.75mm,9.5mm,16.0mm,19.0mm,26.5mm和31.5mm中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤2)表观密度和吸水率测试具体包括以下步骤:将一定已知质量的饱和面干试样装入注满水的圆模(5)中,使用排水法和称量装置(10)获取饱和面干试样质量,然后采用温控装置(3)和称量装置(10)对试样进行快速烘干,通过称量装置(10)获取烘干试样质量。
4.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤3)压碎指标测试具体包括以下步骤:分别将相同质量的烘干、饱和面干试样放入圆模(5)中,将可更换衬板(4)换为实心衬板,然后使用振动装置(1)进行振动以保证试样处于紧密堆积状态,平整试样表面,盖上加压头(8)进行加压至200kN,并对加压后的试样进行自动筛分和称量;其中,加压头(8)直径为150mm,圆模(5)直径为152mm,自动筛分是通过将可更换衬板(4)替换为2.36mm的方孔筛衬板,并通过振动装置(1)振动实现的。
5.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤3)软化系数为饱和面干试样的压碎指标与烘干试验的压碎指标之比,具体计算公式如下:R=(Q b1 +Q b2 +Q b3 )/(Q h1 +Q h2 +Q h3 )其中,R为隧道洞渣软化系数,Q b1 、Q b2 、Q b3 为饱和面干试样第1、2、3次压碎指标,Q h1 、Q h2 、Q h3 为烘干试样第1、2、3次压碎指标。
6.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤5)数据自动采集处理具体包括以下步骤:使用自动采集处理装置(11)自动控制温控装置(3)、称量装置(10)和振动装置(1),并自动读取和处理试样的表观密度、吸水率、压碎指标、软化系数、坚固性指标的质量参数,自动采集并按内置公式计算上述数据。
7.根据权利要求1所述的一种机制砂石用隧道洞渣性能快速综合评价方法,其特征在于,所述的步骤1)~4)中使用的挡板(9)厚度可为1mm,2mm,3mm,4mm中的一种或几种,挡板材质可为铜、铝、铁和钢中的一种或几种,且不可发生明显变形,同时防止更换衬板时样品漏下和试验过程中圆模(5)中的水分或液体流出。