基于应力波法的锚杆无损检测.pdf

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1、·58·嚣天朱矿技术2015年第1期DOh10．13235~．cnki．1tcm．2015．01．019基于应力波法的锚杆无损检测鲍先凯，刘欢欢(内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，内蒙古包头014000)摘要：应力波反射法作为锚杆无损检测常用的方法之一，已经在岩土和矿业工程中得到了广泛的应用。介绍了应力波反射法的基本原理和锚固质量评价指标，并指出了应力波反射法用于锚杆无损检测的一些不足，可为未来的研究方向提供一些参考。关键词：锚杆；应力波；无损检测；理论；检测仪中图分类号：TB302．1文献标志码：B文章编

2、号：1671—9816(2015)01—0058—04Anehorsnon-destructivetestbasedonstresswavemethodBAOXiankai．UUHuanhuanrchitectureandCivilEngineeringCollege，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014000,China)Abstract：Asoneofcommonanchorsnon—destructivedetectionmet

3、hod，stresswavereflectionmethodhasbeenwidelyusedingeotechnicalandminingengineering．Thisarticleintroducesthebasicprinciplesofstresswavereflectionmethodandanchorqualityevaluationindex，andpointsoutsomedeficienciesonstresswavereflectionmethodforanchornon-destru

4、ctivedetection，whichcanprovidesomereferenceforfutureresearchdirections．Keywords：anchor；stresswave；non—destructivedetection；theory；detector锚固技术作为重要的支护手段，具有施工简便、径。进行锚固质量检测时，首先在锚杆端头处施加瞬成本低、安全快速等优点，所以在工程中应用非常的态冲击荷载，应力波沿着锚杆向前传播的过程中发广泛『il。但其施工性质具有隐蔽性，所以施工后留下生反射，

5、位于杆端的加速度传感器记录下反射信号，的安全隐患往往很难察觉，因此锚固质量检测变得经系统软件分析后，通过分析结果来判断锚固质量尤为重要。检测方法按性质分为无损检测与有损检的好坏。分析原理是当弹性波从锚杆的端头向锚固测，因无损检测无论在技术、经济还是未来的应用前介质底端传播的过程中会遇到不同的波阻抗面，此景上都明显优于有损检测，所以，无损检测在现代工时，波会发生透射和反射2种情况，透射系数和反程中应用更为广泛。锚杆无损检测的方法有很多，例射系数R可以通过一维波动方程和相关的力学知如应力波反射法、小波神经网络分

6、析法和电磁法等。识求解：至今为止，应力波反射法已经广泛的应用于各种工71：．：222f11程实践中，包括隧道、桥梁、公路以及煤矿巷道的支zl+P11A1+P22A2、护等l2I。昔=(2)1应力波反射法检测原理式中：、为锚杆和锚杆与锚固介质组合杆体的波阻抗；p、P分别为锚杆和锚固段密度，kg／m；1．1基本原理V、：分别为声波在锚杆和锚固段中的速度，m／s；A、因锚杆检测与桩基检测相似，所以将一维杆件的波动理论应用于锚杆检测，是一条切实可行的途A分别为锚杆和锚固段截面积，m2。求解出透射系数和反射系数之后，

7、便能够反映收稿日期：2014—07—17出不同波阻抗面反射波和入射波的强度，由于强度基金项目：内蒙古科技大学创新基金项目(2010NC049)不同，故杆端接收器接收到的波形不同，对波行进行作者简介：鲍先凯(1974一)，男，内蒙古赤峰人，副教授，在读博士研究生，主要从事岩土与地下工程支护理论及质量分析处理后，便可以判断出锚固缺陷的位置和锚固无损检测方面的研究。程度，并及时对锚固质量做出评价。露天采矿技术2015年第1期·59·1．2波形分析方法1—1l一2锚一对接收的反射波波形进行分析，是应力波反射￡·法判

8、断锚固质量的核心部分。目前常用的分析方法有如下几个：1)时域分析。通过观察波的相位特征变化，可以分析出锚固体中不同截面波阻抗的大小。若反射波传感和入射波方向相反，则说明应力波的传播方向是从波阻抗大的介质向波阻抗小的介质传播，当反射波和入射波同向，则说明应力波从波阻抗小的介质传图l锚杆检测示意图播到波阻抗大的介质中。若无反射波产生，则2种介由此可得：质的波阻抗相同。然后根据固端反射时间和底端反射时间以及波速来判断固