锚杆锚固质量无损检测中的激发波研究

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1、第25卷第6期岩石力学与工程学报Vol.25No.62006年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2006锚杆锚固质量无损检测中的激发波研究1112张昌锁，李义，赵阳升，SteveZou(1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.戴尔豪斯大学采矿工程系，加拿大哈利法克斯B3J2X4)摘要：采用数值模拟和实验模拟的方法对锚杆–锚固体系中的波动特征进行研究。数值模拟和实验模拟都表明在一般测试激发波的频率范围内锚杆以及锚固体系中传播的波是导波，在

2、不同频率时波的传播速度、波的衰减特性都不同。在锚固锚杆中存在最佳激发波，它能使波传播衰减最小传播距离最长。通过数值模拟的方式找到了对于实验室的锚固锚杆模型能使底端反射清晰可见的最佳激发波。据此定制了实验装置及传感器，实验结果与数值模拟取得了很好的一致性。实验和数值模拟都证明采用最佳激发波可以大大增加锚杆锚固质量检测中的测试深度。关键词：岩石力学；导波；锚固质量；最佳激发波中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)06–1240–06STUDYONOPTIMUMEXCITATIONWAV

3、EINGROUTQUALITYNONDESTRUCTIVETESTINGOFROCKBOLT1112ZHANGChangsuo，LIYi，ZHAOYangsheng，STEVEZou(1.CollegeofMiningEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan，Shanxi030024，China；2.DepartmentofMiningEngineering，DalhousieUniversity，HalifaxB3J2X4，Canada)Abstract：N

4、umericalsimulationandexperimentaltestingareusedtostudywavepropagationcharacteristicsingroutedrockbolt.Bothshowthatthewaveswhichpropagateingroutedrockboltareguidedwavesanddifferentfrequencieshavedifferentwavevelocitiesandattenuationcharacteristics.Thereisanoptim

5、umexcitationsignalwhichhassmallestattenuationinthegroutedstructureandcanpropagateforlongestdistanceinthegroutedrockbolt.Theoptimumexcitationsignalforourexperimentalgroutedstructurewhichmakesclearestendreflectionisfirstlyfoundbynumericalsimulations.Andthentheexp

6、erimentalset-upandtransducersaremadeandtheexperimenttestingresultsagreewellwiththenumericalsimulationshowingthattheoptimumexcitationsignalcanincreasegreatlythepenetrationrangeofultrasonicwavegreatly.Keywords：rockmechanics；guidedwave；groutquality；optimumexcitati

7、onwave中。在这些工程应用中，根据围岩的性质以及服务1引言特点，采用全长锚固锚杆、部分锚固锚杆以及端锚式锚杆对围岩及边坡进行加固。不同的锚杆甚至距锚杆作为支护系统的一个重要组成部分，被广离很近的锚杆中所承受的拉应力也由于锚固条件的泛地应用于地下巷道以及边坡围岩的加固与支护不同而不同。同时，即使是同一根锚杆，由于围岩收稿日期：2005–01–14；修回日期：2005–04–25基金项目：山西省自然科学基金资助项目(20021020，2006011045)；山西省留学回国基金资助项目(2005–17)作者简介：张昌锁

8、(1968–)，男，博士，1999年毕业于北京理工大学机电工程系，现任副教授，主要从事岩石力学、爆炸理论及应用和动态测试方面的教学与研究工作。E-mail：changsuozhang@yahoo.com第25卷第6期张昌锁等.锚杆锚固质量无损检测中的激发波研究•1241•中应力的重新分布及时效效应，锚杆的受力也会在锚固质量的无损检测都进行了有成