锚杆锚固质量声波检测技术的现状分析

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1、锚杆锚固质量声波检测技术的现状分析钟宏伟，胡祥云，熊永红，肖柏勋（中国地质大学地球物理与空间信息学院，武汉）此篇文章已经发表于：工程地球物理学报第2卷第1期摘要：锚杆锚固技术作为各类地下工程及边坡护理的主要手段，已在交通和水电站建设等工程施工中得到广泛应用，其锚固质量和运行状况的无损检测已被提到议事日程。声波检测技术是目前主要的锚杆锚固质量无损检测手段，本文通过对我国锚杆锚固质量声波检测技术的历史回顾和现状分析，指出其理论研究工作的严重欠缺是当前存在的主要问题。文中还强调了模型实验研究的重要性，并指出理论研究

2、应与模型实验紧密结合，二者不能偏颇。关键词：锚杆锚固质量；无损检测；声波法StatusQuoofSonicWaveTestingofRockboltsZHONGHong-Wei,HUXiang-Yun,XIONGYong-Hong,XIAOBo-Xun(InstituteofGeophysicsandGeomatics,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,China)Abstract:Astheprimarytechniquetooffersafetyandproductiv

3、ityimprovementstoundergroundprojects,rockboltshavebeenwidelyusedintheconstructionoftrafficprojectsandwaterandelectricitystations.Thequalityoftherockboltsareofgreatimportanceandhavebeenpaidalotofattention.Sonicwavetechniquesarecurrentlytheleadingmethodsusedf

4、orevaluatingtheconditionofrockbolts.ThispaperreviewedthehistoryofsomesonicwavetechniquesusedfortheinspectionofrockboltsinChinaandanalyzedtheirtheoryandapplicationsituations.Itispointedoutthatthetheoreticalproblemistheprimaryproblemexistedinthesestechniques.

5、Itisalsoemphasizedthatlaboratoryspecimensareasimportantasthetheoreticalresearchesinstudyingthesetechniques.Keywords:RockBolts;Non-destructiveTesting;SonicWaveMethod1.引言改革开放以来，我国的基础设施建设发展迅猛，人工隧道和人工高边坡工程大量涌现，锚杆锚固技术作为各类地下工程（隧道、洞室等）及边坡护理的重要手段，已在水电站、公路、铁路等工程施工中得

6、到广泛应用，但这些锚杆是否达到了工程设计要求并对工程岩体起到了锚固作用，被锚固的岩体是否处在稳定的运行状态之中等一系列的检定问题并没有得到很好的解决，因而有人认为高速公路两边的锚杆是高速公路的定时炸弹[1]。显见，锚杆锚固质量的检测工作在锚杆锚固工程中具有十分重要的地位和作用。锚杆锚固技术中，锚杆嵌入岩石中的长度及锚杆与岩石间的砂浆饱和度是评价锚杆能否发挥其最大效用的关键，因此对这两项技术指标进行评价是锚杆锚固质量检测的主要任务。早期锚杆锚固质量检测工作是测试锚杆的抗拔力。这种机械的方法有很多缺陷：1）是一种

7、破坏性的检测方法；2）抽检的样本数十分有限，难免以偏概全；3）不能对锚杆的锚固―――――――――――――――钟宏伟，女，1979年12月生，中国地质大学地球物理与空间信息学院硕士研究生，研究方向为锚杆检测。7质量作充分的肯定（因为当锚固的水泥砂浆长度大于钢制锚杆直径的40倍或少数石子卡死锚杆时，即使拉拔到锚杆杆体颈缩也不会使锚固力丧失，这种假象可能会使测试工作得出错误的结论）；4）不能检测锚杆的实际长度。有鉴于此，拉拔法在工程实践中已逐步被无损的检测方法所替代。声波法是工程物探界目前普遍采用的锚杆锚固质量的无

8、损检测方法。虽然也有人在利用电磁波法检测锚杆锚固的质量方面做了一些理论研究工作[2],但尚未付诸实施。声波法检测锚杆长度的理论依据是波在杆中传播的运动学特性（反射回波的垂直双程旅行时）；检测砂浆饱和度的理论依据是波在杆中传播的动力学特性。具体做法是在锚杆顶端施加一瞬态激振力，由布设在锚杆顶端的一个传感器接收反射信号，通过对所接收的反射信号进行时域、频域分析，以获得锚杆的有效锚固长度、砂浆饱和度、工作