錨桿無(wú)損檢測(cè)1

1、錨桿無(wú)損檢測(cè)11.錨桿錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)原理(1) 桿長(zhǎng)檢測(cè)原理(2) 注漿密實(shí)度檢測(cè)原理2研究意義對(duì)于錨桿錨固系統(tǒng)，主要缺陷主要有：錨桿錨固質(zhì)量錨固力錨固狀態(tài)a錨固段長(zhǎng)度b自由段長(zhǎng)度c密實(shí)度d施工缺陷等 1)筋材本身缺陷 2)膠結(jié)體缺陷 3)膠結(jié)體與筋材、圍巖的粘結(jié)不好 所以，錨桿的質(zhì)量檢測(cè)對(duì)評(píng)價(jià)錨固質(zhì)量是必不可少的。31)對(duì)錨桿荷載變化進(jìn)行長(zhǎng)期或短期觀測(cè),可采用按機(jī)械、液壓、振動(dòng)、電氣和光彈原理制作的各種不同類(lèi)型的測(cè)力計(jì)。 但這些測(cè)力計(jì)一般需要預(yù)埋,受電磁場(chǎng)干擾大,在潮濕、溫差大的條件下靈敏度大大降低更不能適應(yīng)在偏載和爆破震動(dòng)、坍落巖石的沖擊下長(zhǎng)期正常工作。 研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)量的檢測(cè)

2、,主要有兩種:2)對(duì)錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，通過(guò)抗拔試驗(yàn)得到荷載-位移曲線來(lái)確定錨桿的抗拔承載力，并間接分析錨桿的錨固質(zhì)量。這種方法的缺陷是：a.它是一種破壞性的檢測(cè)方法；b.抽檢的樣本數(shù)十分有限，難免以偏概全；c.不能對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量作充分的肯定；d.不能檢測(cè)錨桿的實(shí)際長(zhǎng)度。 4 鑒于上述原因，無(wú)損探傷技術(shù)進(jìn)入了錨固質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，形成了錨桿質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其主要包括聲波反射法和應(yīng)力波反射法，同時(shí)還有在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的彈性應(yīng)力波法、小應(yīng)變法、動(dòng)測(cè)法、聲頻應(yīng)力波法、超聲導(dǎo)波法等。 在錨桿無(wú)損檢測(cè)的理論和工程應(yīng)用方面有許多單位和個(gè)人做了大量的研究工作，極大的推動(dòng)了我國(guó)巖土錨固工程和工程質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技

3、術(shù)的發(fā)展，但是錨桿無(wú)損檢測(cè)是一項(xiàng)很復(fù)雜的系統(tǒng)工程，無(wú)論在理論上還是實(shí)踐中都還存在很多的問(wèn)題需要繼續(xù)研究。5(一)聲波反射法聲波反射法檢測(cè)錨桿長(zhǎng)度的理論依據(jù)是波在桿中傳播的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性；檢測(cè)砂漿飽和度的理論依據(jù)是波在桿中傳播的動(dòng)力學(xué)特性。 具體做法是在錨桿頂端施加一瞬態(tài)激振力，由布設(shè)在錨桿頂端的一個(gè)傳感器接收反射信號(hào)，通過(guò)對(duì)所接收的反射信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析，以獲得錨桿的有效錨固長(zhǎng)度、砂漿飽和度、工作荷載、極限承載能力等參數(shù)，并據(jù)此對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。(二)應(yīng)力波反射法 應(yīng)力波反射法錨桿檢測(cè)技術(shù)源自于建筑樁基低應(yīng)變檢測(cè)法，其基本原理是一維波動(dòng)理論，將錨桿及其握裹砂漿視為一維彈性桿件，在錨桿端

4、部激發(fā)應(yīng)力波，應(yīng)力波沿錨桿向下傳播，遇到波阻抗發(fā)生變化的界面產(chǎn)生反射波，安裝在錨桿端部的探頭接收到此反射波，通過(guò)分析此反射波的性質(zhì)來(lái)推斷錨桿的長(zhǎng)度和空漿、欠密實(shí)等缺陷。 62.聲波反射法應(yīng)用的基本規(guī)定 1錨桿桿體聲波縱波速度宜大于圍巖和粘結(jié)物的聲波縱波速度； 3施工方應(yīng)提供詳細(xì)的錨桿連接資料；2錨桿桿體直徑宜均勻，且不小于14mm； 6錨桿記錄編號(hào)應(yīng)與錨桿圖紙編號(hào)一致。5錨桿外露端面應(yīng)平整，便于激振器激振和接收傳感器的安裝，且保證激振信號(hào)和接收信號(hào)的質(zhì)量 4錨桿端頭應(yīng)外露，外露桿體應(yīng)與內(nèi)錨桿體呈直線 73.檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定(1)錨桿桿體長(zhǎng)度計(jì)算1）錨桿桿底反射信號(hào)識(shí)別2）桿底反射波與桿端入射

5、首波波峰間的時(shí)間差即為桿底反射時(shí)差 3）時(shí)間域桿體長(zhǎng)度應(yīng)按 8(3)缺陷判斷及缺陷位置計(jì)算應(yīng)符合下列要求：1）時(shí)間域缺陷反射波信號(hào)到達(dá)時(shí)間應(yīng)小于桿底反射時(shí)間；2）頻率域缺陷頻差值應(yīng)大于桿底頻差值；3）錨桿缺陷反射信號(hào)識(shí)別可采用時(shí)域反射波法、幅頻域頻差法等；4）缺陷反射波信號(hào)與桿端入射首波信號(hào)的時(shí)間差即為缺陷反射時(shí)差；5）缺陷位置應(yīng)按(3-1)式計(jì)算：9呈單峰形態(tài)，或可見(jiàn)微弱的桿底諧振峰，其相鄰頻差呈單峰或不對(duì)稱(chēng)的雙峰形態(tài)，或可見(jiàn)較弱的諧振峰，其相鄰頻差呈不對(duì)稱(chēng)多峰形態(tài)，可見(jiàn)諧振峰，其相鄰頻差呈多峰形態(tài)，桿底諧振峰明顯、連續(xù)，或相鄰頻差錨固密實(shí)度評(píng)判10二、應(yīng)力反射波法理論基礎(chǔ) 應(yīng)力波反射法錨桿

6、檢測(cè)技術(shù)源自于建筑樁基低應(yīng)變檢測(cè)法，其基本原理是一維波動(dòng)理論，將錨桿及其握裹砂漿視為一維彈性桿件，在錨桿端部激發(fā)應(yīng)力波，應(yīng)力波沿錨桿向下傳播，遇到波阻抗發(fā)生變化的界面產(chǎn)生反射波，安裝在錨桿端部的探頭接收到此反射波，通過(guò)分析此反射波的性質(zhì)來(lái)推斷錨桿的長(zhǎng)度和空漿、欠密實(shí)等缺陷。 11 初步判斷。錨桿缺陷包括長(zhǎng)度短缺、空漿、不密實(shí)。錨桿注漿密實(shí)度好，波形就規(guī)則、頻率相對(duì)較高、振幅較小，衰減快且有規(guī)律。由波動(dòng)理論方程可知，當(dāng)應(yīng)力波從正常的錨桿部位傳到空漿部位，波阻抗相對(duì)變小，其反射系數(shù)為負(fù)值，空漿部位的反射波和人射波相位相反，錨桿底部如和巖體接觸的不緊密，底部反射會(huì)明顯且和人射波相位相反。應(yīng)力波傳播到

7、不密實(shí)部位通常表現(xiàn)為波幅的突然衰減。應(yīng)力波反射法就是在實(shí)測(cè)波形中找出不符合衰減規(guī)律的波，如相對(duì)前后波幅突然增大或減小的波，結(jié)合儀器給定的其他參數(shù)，綜合判斷錨桿質(zhì)量。122工作原理在錨桿桿體外端施加一瞬態(tài)激振，彈性波沿桿體鋼筋以管道波形式傳播，到達(dá)鋼筋底端后反射，在桿體外端可接收此反射波。 如果鋼筋外密實(shí)、飽滿地由水泥砂漿握裹，砂漿又與周?chē)鷰r體粘結(jié)，則應(yīng)力波在傳播過(guò)程中，不斷從鋼筋通過(guò)水泥砂漿向巖體擴(kuò)散，能量損失很大，在桿體外端測(cè)得的反射波振幅很小，甚至測(cè)不到；如果無(wú)砂漿握裹，僅是一根空桿，則應(yīng)力波僅在鋼筋中傳播，能量損失不大，接受到的反射波振幅則較大；如果握裹砂漿不密實(shí)，中間有空洞或缺失，測(cè)得

8、到的反射波振幅的大小介于前二者之間。對(duì)于底端自由的錨桿，接收到的錨桿底端反射波與入射波同相；對(duì)于被錨固劑錨固的錨桿，當(dāng)應(yīng)力波傳播到錨固段的上界面時(shí)，就要發(fā)生反射，反射波與初始波反相；同理，錨固段下界面的反射波與入射波同相。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)錨桿底端與堅(jiān)硬巖石粘結(jié)時(shí)，可近似認(rèn)為波阻抗增大，反射波與入射波相位相反；當(dāng)錨桿底端未充分粘結(jié)時(shí)，可認(rèn)為波阻抗減小，反射波與入射波同相。因此，根據(jù)反射波相位特征，可以分析反射部位阻抗變化的特征及錨桿實(shí)際錨固情況。13 表 5 錨固質(zhì)量評(píng)價(jià)不合格75%0.6多處不密實(shí)或空漿波形不規(guī)則，底部有較強(qiáng)的反射波底部反射波提前（錨桿欠長(zhǎng)）或有多處較強(qiáng)的反射波不合格合格75%80%0.40.6局部不密實(shí)或空漿波形欠規(guī)則，有底部反射波和較強(qiáng)的局部反射波合格合格80%90%0.20.4局部欠密實(shí)波形較規(guī)則，有底部反射波和局部有較弱的反射波良合格90%0.2密實(shí)波形規(guī)則，只有微弱的 底部反射波或沒(méi)有地步反射波優(yōu)判定指標(biāo) 百分比錨桿錨固質(zhì)量 等級(jí)長(zhǎng)度指標(biāo)灌漿飽滿度 錨固 狀態(tài) 波形特征質(zhì)量分類(lèi)14第1根錨桿局部存在砂漿灌注不密實(shí)情況，錨固等級(jí)應(yīng)為一般。第4根錨