TDR技术在边坡土钉长度检测中的运用

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1、TDR技术在边坡土钉长度检测中的运用邹学琴袁广州(深圳市福田建设工程质量检测中心深圳518048)摘要：通过深圳某电塔边坡工程中TDR技术在土钉长度检测方而的实例，介绍了TDR技术的基本原理、检测的程序、波形的分析、计算过程及结论。关键词：边坡，土钉长度，时域电磁反射法(TDK),检测UseofTimeDomainReflectometry(TDR)toDeterminetheLengthofInstalledSteelSoilNailintheSlopeWorksZouXueqinYuanGuangzhou(ShenzhenFutianConstructionEngineeringQual

2、ityTestingCenter)Abstract：Thispaperintroducethebasicprinciplesoftimedomainrefiectometry(TDR),lestproceduresofTDR,analysisoftheTDRsignal,calculationsandresultsbytheexampleoftheuseofTDRtodeterminethelengthofinstalledsteelsoilnailwithaprc-installcdwireintheslopeimprovementworksforthetowersinShenzhen•K

3、eywords：slope,thelengthsofsteelsoilnails,timedomainrefiectometry(TDR),test1引言时域电磁反射法（TimeDomainRef1ectomentry）简称TDR,是20世纪70年代开始应用于岩土工程领域的一种检测技术，主要用于测定土体含水量、监测岩体和土体变形、滑坡稳定性及结构变形等方面。在监测滑坡稳定性方面，TDR技术的M用始于20世纪90年代，它以方便、安全、经济、数字化及远程控制等优点而受到广泛关注。而香港地区则采用TDR技术对土钉的长度进行检测，该地区的边坡工程常采用长土钉的设计方法，土木工程署为了加强土钉的池工质

4、量控制，发展土钉长度方面的无损检测技术,进行了一些项目的研究。研究表明，时域电磁反射法（TDR）是土钉长度检测最为适合的方法之一。目前，香港土力工程处采用TDR技术作为土钉长度检测的建议方法，该方法在安装土钉钢筋时须同时安装实心导线。深圳多个电塔边坡加固工程也釆用了TDR技术对土钉长度进行检测，抽检率为上钉总数的5%〜10%,检测数据显示土钉的施工长度均达到了设计要求。2TDR技术的基本原理TDR技术是一种对高频率电子信号在一对平行电缆（同轴电缆）中传播时间的测量方法。当电脉冲沿着传输线路传送时，电缆的任何不连续血都将产牛•反射。示波器中可观察到回波,从回波的特性（比如传输时间、波幅和相位）

5、可以推断出故障的位置利特性。根据电磁场理论，电磁波是以一定的速度u传播的，这个速度就是光速，在真空中u=3X10'Wso电磁波的波fc

6、dL)!(G+jcoC)在不同特性阻抗的同轴电缆结合处，电磁波会发生反射与透射。两同轴电缆的特性阻抗分别为Z。和Z.O电压反射系数几定义为该处反射电压与入射电压之比。有方程:(公式3)Pv=^/v0=(Z1-Z0)/(Z1+Z0)①当线路正常时，有Z!=Zo,反射系数。二0,即同轴电缆阻抗不变时，不发生反射。②当厶>Z。时，几>0,即同轴电缆阻抗增人，反射系数为正；当线路发生断路故障时，有H，则几=1,会产生全反射，此时反射波波形与入射波波形相位相同，如图1(a)所示。③当Zi

7、时反射波波形与入射波波形相位相反，如图1(b)所示。(a)图1：发射脉冲与故障回波示意图将发射脉冲波形与反射回波波形同时显示出來，测量出探测脉冲与回波信号的时间差,就可以计算出特性阻抗变化点的位置，判断电缆线路的故障的类型。土钉施工时，将实心导线固定在钢筋侧，导线与钢筋一起安放至钻孔内示注浆，形成位于介质(水泥浆体)小的双导体，相当于同轴电缆。同轴电缆的等效电路图如图2所示。导线具有电阻和电感，而导线间则具有