弹性波法在锚杆锚固质量检测的应用论文

弹性波法在锚杆锚固质量检测的应用论文

　　1基本检测原理

　　1．1锚杆长度检测原理

　　通过在锚杆露出端激振产生瞬时弹性波，弹性波到达锚杆底部，因锚杆与周围环境存在机械阻抗，弹性波产生反射，反射波可以通过锚杆激振端设置的传感器捕捉。通过分析软件，在时域波形上，可以看到弹性波的激振时间和反射波的达到时间，从而可以确定锚杆长度，即(C为弹性波在锚杆杆体的传播速度)。时域波形也通过傅里叶变换可以转化到频域上，在频域上频率最低，幅值最大为反射波频率，也可以确定锚杆长度，即L=C/2f。这里需要指出，上述方法的应用必须要求可以得到明确的反射波信号。所以锚杆长度的检测准确度跟反射波的提取和杂波的过滤有密切关系。

　　1．2锚杆注浆密实度检测原理

　　在锚杆全长范围内，若存在注浆不密实区域，锚杆与所注浆体之间的机械阻抗会发生变化，其界面也会产生弹性波发射，通过其反射波信号位置可以确定注浆不密实区域，根据反射波信号强弱可以确定注浆密实度情况。一般来说，锚杆全长范围内反射波越多，说明注浆不密实区域越多，注浆密实度较低;反射波强度越大，注浆密实度也较低。另外，通过杆底反射波的幅值大小可以判断注浆密实度情况。弹性波在锚杆中传播时，其能量随锚杆长度增加逐渐减弱，若注浆密实，弹性波较容易从锚杆与注浆截面逸散，到达杆底部能量会减弱，从时域波形中可以看到底部反射波幅值较小。反之，注浆不密实，弹性波在锚杆与注浆截面处不易逸散，底部反射波能量较强，反射波幅值较大。

　　2试验研究

　　在实验室中，我们对5米和9米两种长度的锚杆进行了无注浆情况下的长度检测。我们采用了国产“SBA－HTF锚索(杆)灌浆密实度检测仪”进行数据采集分析。

　　3实际工程

　　在沪昆高铁长昆段本人参与了部分隧道围岩和边坡支护锚杆锚固质量的抽检工作，利用“SBA－HTF锚索(杆)灌浆密实度检测仪”对所抽检的锚杆进行了长度和注浆密实度的数据采集和分析。通过采集的波形图和最终的分析对比，检测效果到达了预期的效果。下面为三个不同注浆效果的锚杆检测情况，结合波形图做了相应分析。

　　4结论

　　通过室内试验和实际工程实践，我们可以知道弹性波检测锚杆长度和灌浆密实度是完全可行的。在锚杆长度检测方面，检测精度完全可以满足实际工程需要;灌浆密实度的判定可以通过弹性波采集的时域图形进行分析判断。当然，实际工程上锚杆本身形式多样，所处环境复杂，如何准确的判定各种类型各种环境下锚杆的锚固性能将是后续研究的一个重点。

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