锚杆锚固质量电磁法检测的理论研究
锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究的开题报告
锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究的开题报告一、选题依据随着建筑工程的迅速发展，锚杆锚固技术在加固结构和支护土体方面的应用越来越广泛。
锚杆锚固的质量和稳定性直接影响工程的安全和可靠性。
因此，开展锚杆锚固质量动力无损检测研究具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的本研究旨在开展锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究，通过模拟分析锚杆锚固的动力特性，并结合实测数据，建立锚杆锚固的无损检测数值模型，为工程实际应用提供科学依据。
三、研究内容（1）锚杆锚固动力响应分析通过有限元软件建立钢筋混凝土板的数值模型，分析锚杆锚固在强震和风荷载等外力作用下的动力响应特性。
（2）锚杆锚固无损检测技术研究调研现有的锚杆锚固无损检测技术，研究其原理和应用范围，并结合实验室试验和实测数据，寻找适合锚杆锚固无损检测的新方法。
（3）锚杆锚固无损检测数值模拟研究根据锚杆锚固的实际情况，建立锚杆锚固的数值模型，并进行仿真分析，比较不同无损检测方法的适用性，并进行模型验证。
四、研究方法和技术路线（1）理论研究：搜集锚杆锚固质量动力无损检测方面的文献，总结现有技术和方法，进一步提出改进方案。
（2）数值模拟：使用ANSYS等软件进行锚杆锚固的数值模拟，计算锚杆锚固在外力作用下的动力响应特性。
（3）实验分析：进行锚杆锚固无损检测的实验室试验和实测数据分析，掌握无损检测技术的原理和实际应用情况。
（4）模型验证：基于实测数据，对锚杆锚固无损检测数值模型进行验证，比较不同无损检测方法的适用性。
五、预期成果（1）建立锚杆锚固质量动力无损检测数值模型。
（2）确定适合锚杆锚固无损检测的新方法。
（3）提出针对锚杆锚固无损检测的改进方案。
（4）发表相关学术论文，推广锚杆锚固质量动力无损检测技术的应用。
锚杆锚固质量无损检测技术综合研究及应用
收稿日期——3作者简介梁峰(6—),男,山东泰安人,工程师。
锚杆锚固质量无损检测技术综合研究及应用梁 峰1,田 隽2(1.山东高速集团有限公司,山东济南 250002;2.山东高速集团济南分公司,山东济南 250010)摘要:基于锚固体系的锚固动力学及应力波运动学理论,研究了锚固体系的振动特征。
通过对应力波进行小波分析、相位分析和现场模型锚杆试验,提出运用应力波无损检测技术综合分析锚杆锚固质量的方法。
对某高速公路锚杆支护施工质量检测表明,综合应用多种手段对锚杆锚固质量进行评定可取得较好的效果。
关键词:锚固质量;无损检测;有效锚固长度中图分类号:T U472.3+4文献标识码:ASy n theti ca l r esea r ch on appli ca ti on ofnon -destr uct i ve detecti on techn i que to anchor i n g qua li ty of gr outed boltL I A N G Feng 1,TI A N J ua n2(1.Shandong Hi -Spe ed Group C o .,Ltd,Shandong J inan 250002Ch i na;2.S handong H i -speed Group Company J inan B ranch Co m pany,Shandong J i nan 250010C hina )Ab stra ct:Based on dyna m ics of ancho rage and kine mat 2ics of stress wave in anchorage syste m,the vibration characteristics of anchorage syste m are studied .A po ly 2technic method of quick inspecti on fo r anchoring state by u sing s onic -frequency stress wave is p roposed .Themethod includes wavelet analysis,phasic analysis and model test of rock bolt in site .Constructi on quality in 2s pecti on for bo lting in Jilai h ighway shows that better effect t o assess anchoring quality of rock bolt can be gained by using multi -technique .K ey word s:anchoring quality;nondestructive testing;ef 2fective ancho ring length引言锚杆锚固技术在隧道及洞室支护、矿井巷道支护工程中得到了广泛的应用,同时,也普遍应用于边坡稳定、深基坑维护、坝基桥基和塔基锚固工程。
隧道锚杆无损检测
1 检测原理声波法检测原理：在锚杆杆体外端发射一个声波脉冲,它沿杆体钢筋以管道波形式传播,到达钢筋低端后反射,在杆体外端可接收此反射波.如果钢筋外密实、饱满地由水泥砂浆握裹,砂浆又与周围岩体黏结,则声波在传播过程中,不断从钢筋通过水泥砂浆向岩体扩散,能量损失很大,在杆体外端测得的反射波振幅很小,甚至测不到；如果无砂浆握裹,仅是一根空杆,则声波仅在钢筋中传播,能量损失不大,接收到的反射波振幅则较大；如果握裹砂浆不密实,中间有空洞或缺失,则得到的反射波振幅的大小介于前两者之间.因此可以根据反射波振幅大小判定水泥砂浆的饱满度,根据反射波和入射波的时间差判定锚杆的长度.2 现场检测2.1检测前1.接受检测任务后,应收集隧道设计纵断面图和各个衬砌类型的设计横断面图,了解每种断面类型的锚杆设计.2.对检测仪器设备进行检查调试并充电,确保设备在检测期间能正常工作.3.现场检测宜在锚固7天后进行.2.2检测中1.观察检测部位的施工情况,对施工情况有个初步了解,检测中可以摇一摇锚杆,可以直观地检查一些锚固情况极差的锚杆.2.清除锚杆外露段周边浮浆.3.记录被检测锚杆的位置〔包括桩号以与锚杆编号〕,记录锚杆外露自由端长度.避免检测自由端过长的锚杆〔过长的自由端容易引起锚杆的自由震荡〕或者弯曲的锚杆〔使检测波形复杂,引起误判〕.4.检测磁头贴在自由端根部,连接线方向朝外〔确保检测的是P波〕.5.目前检测的锚杆使用小铁锤效果较好,敲击时轻轻敲击一下锚杆端面,尽量垂直敲击,敲击在中空注浆锚杆上,不要敲击在中间注浆部位,敲击时与锚杆接触时间越短越好〔感觉就是点一下锚杆端面,使得敲击的脉冲波短,频带宽〕.3 锚杆质量评价〔引自《JGJ/T 182-2009锚杆锚固质量无损检测技术规程》〕锚杆锚固密实度根据表2.1进行综合评判,并应符合下列规定：1当锚杆空浆部位集中在底部或浅部时,应降低一个等级；2当锚固密实度达到C级以上,且符合工程设计要求时,应评定锚固密实度合格.对于杆体长度不小于设计长度的95%、且不足长度不超过0.5m的锚杆,可评定锚杆长度合格.单根锚杆锚固质量无损检测分级评判应按表2.2进行.当出现下列情况之一时,宜采用其他方法进行验证：1实测信号复杂、波形不规则,无法对其进行锚固质量评价.2对无损结果有争议.。
锚杆锚固质量无损检测技术及应用(技术经验)
送入比其略大的钻孔中，通过向该杆件空腔高压注水，使杆
件膨胀与孔壁产生摩阻力而起到锚固作用的锚杆。
（11）永久性锚杆：与主体工程使用年限相符，在工程有效
运行期内能够保持性能稳定和质量标准，或具备检修更换条
件，可持续发挥作用的锚杆。
优质参考
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二、锚杆的主要类型
（12）临时锚杆 ：达不到主体工程同等使用年限标准，只 要求在工程施工期间或特定阶段起作用的锚杆，工程正常 运用工况条件下一般不考虑其作用。 （13）系统锚杆 ：根据岩（土）体整体稳定要求，在整个 开挖面上，按一定间距、一定规律布置的锚杆 。 （14）随机锚杆：为防止岩（土） 体塌落或滑动 ，在局 部布设的锚杆
图库。为了保证检测成果质量，在内业资料整理前，应对
所检测的每根锚杆的检测数据进行检查验收，锚杆检测数
据合格的方可进行资料分析处理。单项工程可对检测过的
锚杆进行系统抽样检查，通过抽样检查控制一个工程单元 的检测数据质量是否合格 ）
Байду номын сангаас
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三、规程条文及说明
3.2 检测数量
3.2.1 单项或单元工程的整体锚杆检测抽样率应不低于总锚 杆数的10%，且每批宜不少于20根。重要部位或重要功能 的锚杆宜全部检测。（重要部位如岩锚吊车梁、起重机锚 固墩、地下厂房顶拱等 等） 3.2.2 单项或单元工程抽检锚杆的不合格率大于10%时，应 对未检测的锚杆进行加倍抽检。
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目录
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三、 规程条文及说明
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三、规程条文及说明
1 、总则 1.0.1 为了规范锚杆锚固质量无损检测方法与技术，使其符合技术先 进、安全适用、经济合理、评价正确，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于建筑工程全长粘结锚杆的锚固质量无损检测。 (其他类型锚杆的锚固质量无损检测可参照执行 ) 1.0.3 锚杆锚固质量无损检测方法应根据检测条件、适用范围、施工 工艺等合理使用。 1.0.4 现场作业时，应遵守现行安全和劳动保护的有关规定。(由于 锚杆一般位于边坡、洞室等地质条件差、施工环境复杂、风险源较 集中的部位，故现场检测作业时应遵守现行安全和劳动保护的有关 规定，确保安全 ) 1.0.5 本规程规定了全长粘结锚杆锚固质量无损检测的基本技术要求。 当本规程与国家法律、行政法规的规定相抵触时，应按国家法律、 行政法规的规定执行。 1.0.6 锚杆锚固质量无损检测除应优质执参行考 本规程外，尚应符合国家现16 行 有关强制性标准的规定。
锚杆锚固质量无损检测技术研究与应用
实用科技摘要：采用声频应力波法对金沙江溪洛渡水电站工程锚杆锚固质量进行无损检测，对水泥砂浆的饱和度、缺陷位置和锚杆的实际长度均能准确判断，取得了良好的检测效果，为工程建设提供了更好的质量保障，同时也为如何应用无损检测技术快速检测锚杆锚固质量，提供了可借鉴的方法与经验。
关键词：锚杆应力波无损检测锚固质量1概述锚杆支护被广泛应用在高边坡护理、地下洞室及隧道支护等工程，锚杆的施工质量直接影响着边坡或洞室的安全稳定。
锚杆支护是通过锚入围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，将围岩中一定范围岩体的应力状态由单向（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度，使压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，使其有效地控制围岩变形。
锚杆施工属于隐蔽工程，全长粘结砂浆锚杆握裹水泥砂浆的灌注饱满与否是锚杆能否按设计要求起作用的重要指标。
传统的锚杆锚固质量主要通过设计、施工、试验和验收等过程进行控制。
试验主要是进行材料试验和锚杆抗拔力试验。
据有关研究结果表明，当锚杆握裹长度达到42倍锚杆直径时，其握裹力已达到锚杆材质极限抗拉强度，握裹力不再随锚杆长度的增加而增加。
金沙江溪洛渡水电站工程锚杆的长径比达到了180~375，因此锚杆拉拔力试验无法全面、客观地反映锚杆整体施工质量状况，特别是难以反映锚杆的锚固密实度。
采用声频应力波对锚杆的锚固质量进行无损检测，能够对锚杆的锚固质量作出较全面的评价[1]。
本文结合金沙江溪洛渡水电站天然边坡处理工程锚杆锚固质量无损检测结果，探索了声波锚杆无损检测技术的可行性，同时也为如何应用无损检测技术快速检测锚杆锚固质量，提供了可借鉴的方法与经验。
2检测原理[2~4]当工程锚杆构件的尺寸为圆柱体且其直径d 远远小于其长度L 时，即L ﹥﹥d ，加之锚固体中的弹性波传播速度远大于其围岩（或土体）的波速，所以锚杆可以作为一维杆件的波动理论分析处理。
锚杆中传播的一维弹性波动方程可以表示为：式中，u 为截面的纵向位移；x 、t 为空间、时间坐标；γ为锚杆周围介质的阻尼系数；S 、E 分别表示锚杆的截面积及锚杆材料的弹性模量；C 为锚杆的纵波波速；，ρ为锚杆材料的质量密度。
锚杆锚固质量检测新技术
表 １锚杆 锚固质量应力波检 测分类评价表
随着 隧道 工程的建设 ，锚 喷支护在 隧道 工程 中得 到广 泛应用 。锚杆 不仅用 于加 固局部失稳 的围岩和整治塌方 ， 确 保隧道施工安 全 ，而且可用 于对 隧道 围岩进行 系统支护加 固， 确保在使用期 内安全 可靠 。在实 际施工 中， 往往 由于认 识不够 、 重视不足 ， 以至于施 工中出现质量 问题 。 传统 的锚 杆锚固状态 的检 测手段 ，主要依 靠对锚杆 的 抗拔力测试 。这种方法虽然适用于一些场合 ， 但却存在着许 多不足 ： ａ ． 是一种破坏性 的检测方 法 ． ｂ ． 抽检的样本数十分有 限， 难 免以偏概全 ． ｃ ． 不能对锚杆锚 固质量作充分肯定 ， 因为 当锚 固的水 泥砂浆 长度大 于钢制 锚杆直 径 ４ ０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 结论 ； ｄ ． 不能检 测锚杆的实际长度 ． ｅ ． 成本很高 ， 并且操作麻烦 。鉴 于此 ， 采 用Ｂ ｓ —Ｉ 型锚杆锚 固质量检测仪 ， 利用声频应力波检测各类 锚杆 的长 度和锚 固密实度 ，以便对 高速公路 隧道 工程 中的 锚杆施工质量进行有效控制。
＝ Ｏ ． ７ ５ ８ ７ ， 具 有较高 的相 关性 ； 而饱 和度与其 他几项指 标为低 相 锚 固质量检测 中的有效性和可靠性 。 我们通过现场用钢卷尺量测实 数 ｒ 饱和度 ） 没有必然的联系 ， 饱 际锚 杆长度 ， 调整工 作参数 ， 利用声频应力 波法量测锚 杆长度及 饱 关 。这也正表明锚 固长度 与锚 固质量 （ 和度 的检测 以声频应力波在介质 中能量衰减弥散为依 据。 和度 ， 共检测锚杆 ７ Ｏ根 ， 部分锚杆检测结果见表 ２ 。 ３结论及建议 依 据检测理论及结合表 ２ 锚杆锚 固质量应 力波检测分类评 价 表对 锚杆锚 固质量等级做 出合理评 价 ， 该批检测锚 杆 ８ ４ ＿ ３ ％锚 固质 本文主要 通过应用 Ｂ ｓ — Ｉ 型锚杆锚 固质量检测仪对本路 隧道锚 杆锚 固质量 进行检测 ， 分析研究 ， 根据 现场初步反馈 得到如下结 论 量等级为一般 良， １ ５ ． ７ ％的锚杆锚 固质量等级为差 。 经对表 ２中实 际长度 、 检 测长 度进行统计分析 ， 结果见表 ３ 。由 与建议 ： ａ ． 本次试 验结果分析样 本选取 的各 指标符合 检测条件 ， 指标 选 表 ３可看 出 ， 标 准误 差和样本方差均 较小 ， 表明各样本 数据 间的差 异性 较小。样本平均值有较好的代表性 ， 意 即实际长度 ３ ． ９ ５ ｍ、 检测 取合理可靠 。检测精 度基 本满 足规程要求 ， 适 用于本路隧道锚杆施 能更好 长度 ３ ． ８ ５ ｍ可以用来代表本次检测样本 ，计算其相对误差 为 ２ ． ２ ％ 工质量检测。若 与抗拔力 试验有机地结合并进行综合分析 ， ． 砂浆饱 和度 的检测 目前还离 （ 《 水 电工程物探 规程 》 Ｓ Ｌ ３ ２ ６ — ２ ０ ０ ５ ４ ． １ ６ ． ４规 定 ： “ 当锚杆 长度 小于 的对锚杆锚 固质量进行分 析和评价 。ｂ 通常是将观测记 录的数 据处理成果与检 ｌ Ｏ ｅ时 ， ｒ 检测长度相对误 差应 小于 ５ ％； 当锚杆长度 大于 ｌ Ｏ ｍ时 ， 检 不开工作人员的实际经验 ， 测人员 自身的工作经验结 合起来 ， 对锚杆 的锚 固质量做 出正确的分 测长度相对误差应小于 １ ０ ％” ） ， 检测精度满 足规范要求 。 析判断 。 ２ ． ２ 数据相关分析
锚杆锚固质量无损检测技术及研究进展_郭凤卿
y 第36卷 增刊2005年6月太原理工大学学报JOU RN AL O F T A IY U A N U NI VERSIT Y O F T ECH NO L OG YV ol.36Sup.June2005文章编号:1007-9432(2005)S1-0011-04锚杆锚固质量无损检测技术及研究进展郭凤卿1,张昌锁2(1 山西煤矿安全监察局忻州煤矿安全监察站,山西忻州034000;2 太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024)摘 要:系统地对锚杆锚固质量无损检测的国内外研究历史及现状进行了分析讨论,指出了各种检测手段的优缺点。
并对彻底解决锚杆锚固质量无损检测难题的可能方法进行了探讨。
关键词:无损检测;锚杆;导波中图分类号:T D355 9 文献标识码:A锚杆作为支护系统的一个重要组成部分被广泛地应用于地下巷道以及边坡围岩的加固与支护中。
在这些工程应用中,根据围岩的性质以及服务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。
不同的锚杆甚至距离很近的锚杆中所承受的拉应力也由于锚固条件的不同而不同。
同时,即使是同一根锚杆由于采矿过程中应力的重新分布锚杆的中的受力也会在服务期限内发生改变。
这些应力的作用会造成锚杆位移甚至断裂,大大减低了支护系统的稳定性。
而且锚杆的安装作业以及锚固工人的锚固技巧也影响锚杆中的预加应力与锚固质量。
因此,非常有必要对锚固质量、锚杆的完整性以及锚杆中的应力状态进行实时监控。
世界上的许多国家都规定要求用目前可用的测试手段扭矩扳手与液压千斤顶拔出测试法对一定数量的锚杆进行锚杆中的应力以及极限承载能力进行测试。
然而,扭矩扳手的精度并不高而且并不适用于全长锚固的锚杆(H ir ao等,2001,Tado lini, 1990,Choquet,1991)。
液压千斤顶拔出(有关拔出法的评价见Sundholm(1987)和Choquet (1991))测试是一项耗时、费力、破坏性的测试方法。
锚杆锚固质量无损检测技术探讨
锚杆锚固质量无损检测技术探讨摘要：在地下工程中锚杆支护已经获得广泛应用，采用锚杆对围岩进行锚固，而锚杆锚固质量的优劣直接影响着洞室的安全。
因此采用何种方法检测锚杆锚固的质量，确保工程质量，是近年来很多专家学者研究的课题。
文章结合工程实例采用声波反射法对锚杆长度和锚固密实度进行检测，总结锚杆无损检测经验，探讨其今后发展方向。
关键词：锚杆；锚固质量；无损检测技术1基本原理和工程概况通过在锚杆端头施加一个激振力产生应力波，应力波沿杆体向锚杆底端传播，在传播过程中遇到波阻抗变化界面时就会产生反射和透射应力波。
通常砂浆充填不均匀或不密实、杆体材质发生变化等均可产生波阻抗的变化，然后采集和分析反射波的传播时间、幅值和波形特征。
通过对信号进行处理和分析，就能判断锚杆长度和注浆密实度的情况，从而评定锚杆的锚固质量。
广东抽水蓄能电站，枢纽工程主要由上水库、下水库、输水发电系统及地下厂房洞室群等辅助工程等组成。
为确保大跨度地下厂房顶拱的施工安全，控制围岩变形，采用全长粘结性锚杆进行支护，工程锚杆总数约为8万根左右，锚杆设计直径主要有φ25mm、φ28mm两种,锚孔直径分别为42mm、50mm、54mm，锚固砂浆强度为M30，设计长度主要有3～11m。
2锚杆模拟试验为积累工程锚杆的检测经验，获得真实可靠的对比数据，现场先选用该工程具有代表性的锚杆类型进行模拟试验，模拟试验分为室内锚杆试验和现场模拟锚杆试验：其中室内模拟锚杆试验3根，采用内径与锚杆孔径相同的PVC管，将外径略小于PVC管的内空软橡胶胶管套在设计不密实段的杆体上，两端用铁丝扎紧防止浆液渗入；现场模拟锚杆共11根，在通风洞风机室洞室侧壁施工，采用先注浆后安装锚杆方式进行，缺陷位置采用内空软橡胶管套在锚杆杆体上，两端用铁丝扎紧防止浆液渗入。
模型锚杆试验分别在注浆后3天、7天、14天和28天龄期进行了测试试验，根据不同龄期实测的曲线和实际缺陷类型进行对比。
3工程锚杆现场检测由于工程的特殊性，很多部位不允许进行抗拔试验，只能进行无损检测。
锚杆锚固质量无损检测
仪器面板的介绍
USB： 数据传输及打印接口。 充电： 给机内电池充电，主机
关机充电才有效。 背光： 打开或关闭液晶显示背
光灯。 信号： 信号采集接口，接数据
采集线。 开关： 开关仪器主机。 指示灯： 当充电时为红色，充
好后自动熄灭。 光电旋钮：起控制作用，具有
选择和确认的作用。 •
•
锚杆仪器的工作原理
JL-MG(C)锚杆质量检测仪由采集仪、发射震源、 检波器和分析处理软件组成。发射震源产生的弹 性波，沿着锚杆传播并向锚杆周围辐射能量，检 波器检测到反射回波，并由检测仪对信号进行分 析与存储。反射信号的能量强度和到达时间取决 于锚杆周围或端部的灌浆状况。通过对信号进行 处理和分析，可以确定锚杆长度以及灌浆的整体 质量（目的）。
（4）测试单位、测试人员、测试日期和锚杆类型四项为可选设置， 对采集结果没有影响，在PC机上可以设置。
•
（5）估计波速、估计长度：应尽量准确，输入后将根据锚杆长自动 设置采样间隔。以设置“估计波速 ”为例
输入方法为：光标停在“估计波速”上，轻按旋钮，弹出设置界面
，显示参数的最大值和最小值，设置值的缺省值为5120，小光标停在
（9）切换波形：在当前锚杆采集的6道波形之间切换。在此轻按旋钮 ，然后旋转旋钮，则可进行转换。
（10）光标一和光标二：每道波形上有两个光标，最左侧的为光标一 ，表示锚杆的起始位置，最右侧的为光标二，表示锚杆的终点位置。 在这两个功能键上轻按旋钮，再旋转旋钮，则可移动光标，读取锚杆 长度。
•
波形回放
左右旋转旋钮可在不同功能键或目录文件栏上切换，轻按旋钮可执行 功能或选定目录和文件。
•
文件管理
从开机界面点击“文件管理”，进入文件管理界面。“打开”功能与波形 回放中相同，下面介绍传送、删除和格式化功能。
锚杆锚固质量无损检测理论研究与应用
ｉ ｔｃ ｆｔ ｒ ｎｓｅ ｔｓ ｒ ｓ ｖ ｐｒ ａ ｉ ｓ ｉ ｓ ｏ ｈｅｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｓｗａ ｅ ｓ ｅ ｄ ｎｇ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄｅ ｅ ｔｎｇ ｌ ｗ ｓｓ ｍ ｍｅ ｐ ｃ ｍ ｂ ｎｉ ｇ ｎ ｈ ｔ ｃ ｉ ａ ｉ ｕ ｄ ｕ ｏ ｉ ｎ
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锚杆锚固质量无损检测分析
锚杆测试
开机界面
参数设置界面
参数设置
对比度：调节显示屏的清晰度。由对比度旋钮控制其变化，调节到
最佳位置即可。
触发电平:本仪器规定为“低” 。 标度方式:指仪器显示波形时，光标所在位置表示的意义。“长度坐
标”表示光标读取的是长度单位“厘米”，“时间坐标”表示读取的 为时间单位“微秒”。一般设为“长度坐标”。 触发方式：出厂时已经固定为通道触发。 信号极性：改变入射波的显示方向，分波形正向反向两种，根据个人 习惯调整。
对于加密版的仪器进行数据传输时，必须要专用的USB转RS232串口 数据线和驱动程序，通用的转接线或不用转接线均无法传输。从2010 年7月份后的仪器均带有加密模块，每台仪器都有一个唯一的序列号 和“加密许可证”，必须将该“加密许可证”复制到安装目录下的 license文件夹里。（ “加密许可证”在随仪器的光盘里保存）
锚杆锚固质量无损检测
武汉长盛工程检测技术开发有限公司
仪器的整套设备
锚杆锚固质量无损检测基本原理
检测锚杆锚固体结构是锚杆通过与混凝 土、围岩胶结在一起，由于杆材与围岩 （土）之间存在着较大的弹性波波阻抗差 异，因此，可拟锚杆为一维弹性杆件，用 一维弹性波反射原理及弹性波在复杂边界 条件下的锚杆锚固体系中的传播、散射、 反射和衰减特性，来检测分析锚杆的质量， 即可分析锚杆与混凝土的胶结质量、混凝 土与围岩（土）的胶结质量及锚杆的长度、 缺陷位置。
如何找到锚杆的底部反射？根据反射波的原理，底部的界面存在波阻 抗差，会造成波形畸变，波在介质中（锚杆锚固段围岩）传播， 能量会衰减，波来回在杆中传播，具有周期性的特性。我们就拿空钢 筋和一根密实度较好的锚杆为例来说明
《岩土工程测试技术》锚杆锚固质量无损检测实验
《岩土工程测试技术》锚杆锚固质量无损检测实验一、实验目的1.掌握型锚杆无损检测仪的使用方法。
2.掌握全长胶结锚杆分析软件。
二、实验原理由仪器发射震源产生的弹性波，沿着锚杆传播并向锚杆周围辐射能量，检波器检测到反射回波，并由检测仪对信号进行分析与存储。
反射信号的能量强度和到达时间取决于锚杆周围或端部的灌浆状况。
通过对信号进行处理和分析，可以确定锚杆长度以及灌浆密实度和锚固缺陷位置。
仪器由工控机、采集仪、发射探头、接收探头组成，如下图所示。
发射探头具有高低压选择的按钮。
图4.1 仪器组成三、实验步骤1.仪器连接如图4.2。
连接传感器：将带黄头的插针插入传感器的小孔中，旋转黄色旋钮，将传输线与传感器连接。
注意：在检测过程中不能松动，需留意用时拧紧，如图4.3与图4.4。
主机与锚杆连接如图4.5。
2.启动与运行程序在出厂前已固化在仪器内部，用户连接好传感器，接通电源开关，屏幕上直接显示RSM 标志，数秒钟后，仪器自动引导进入主工作平台，用户即可进行测试工作。
其主界面如图6所示：其中：无线模式：是指使用无线模块来采集数据，通过无线传输的模式传输到主机上，从而显示波形。
有线模式：将传感器直接接到仪器主机上，对波形进行采集。
导出：将仪器主机中的数据导出到U 盘上。
图4.2 主机接口图4.3 传感器连接图4.4 传感器与主机连接图4.5 主机与锚杆连接3. 仪器参数设置3.1 无线模式和有线模式操作相同，以有线模式为例，点击有线模式，进入如下界面：图4.6 开机启动显示界面3.2 点击输入工程名称、点击输入工地名：3.3 点击输入项目名称、点击输入设置仪器参数：3.4 仪器参数设置：3.5锚杆参数设置：4.现场采集将带磁的传感器吸附在磨平的锚杆杆头一侧。
当屏幕有等待激励的信号出现时，用手锤或磁致伸缩震源激励锚杆杆头的另一侧。
采集过程中如果受到外界的干扰，可以利用叠加模式采集，通过采集到的波形与原波形叠加几何平均处理，提高信噪比。
高速公路某隧道锚杆锚固质量无损检测分析
高速公路某隧道锚杆锚固质量无损检测分析摘要：在高速公路隧道施工过程中采用应力波运动学理论分析和评述了锚固体系质量检测的方法、技术与特点;并通过工程检测实例进一步说明,锚杆锚固质量无损检测技术是一种方便易行,测试精度能满足现场技术要求的方法,具有较为广阔的应用前景。
关键词：锚杆；锚固；无损检测；声频应力波；质量1 引言锚杆作为支护系统的一个重要组成部分被广泛地应用于地下工程初期支护中，在高速公路隧道工程中采用较多的是全长粘结砂浆锚杆，传统的锚杆检测方法是抗拔试验，但这种方法测试结果不能完全反映锚固效果的好坏（研究表明：①当注浆长度大于锚杆直径40倍时，锚固力就在于钢筋的拉拔极限；②无法确定长度）因此,采用声频应力波对锚杆的锚固质量进行无损检测，配合抗拔力试验，进行综合分析，能对锚杆的锚固质量作出比较全面的评价。
2 检测原理检测锚杆锚固质量采用的仪器为JL-MG(C)锚杆质量检测仪，该仪器的检测原理为：在锚杆外露端激振，产生弹性应力波信号沿钢筋传播，当钢筋周围或底端介质发生变化时（砂浆不饱满或空浆），将产生反射信号；通过附在钢筋端部的传感器拾取弹性波的传播和反射信号，进行波形分析，可判断锚杆中有无空浆或密实状况；并根据反射波的位置可计算锚杆长度或空浆、不密实的位置，从而评价锚杆的密实度。
应力波在锚杆中的传播规律符合以下公式V＝2L/t其中V—应力波在锚杆中的传播速度，m/s。
L—锚杆的长度，m。
t —应力波从锚杆外端到底部，再回到外端的时间，s。
在细长杆中（杆的横向尺寸远小于波长）纵波的传播速度V0可按下式进行计算：V0=根据钢材的密度ρ＝7.85g/cm3，钢材弹模E＝2.08×105MPa，应力波在自由的锚杆中传播的速度在5148m/s左右，应力波在自由的锚杆中存在明显的反射波，故采用声频应力波测出自由锚杆的长度，误差不超过1％，用此方法也可对仪器进行核查。
对于埋设在岩体内的锚杆，如果注浆越饱满，则杆底部反射越不明显，这时，给应力波从锚杆底部反射回来的传播时间判读增加难度，也就确定锚杆的长度变难。
锚杆锚固质量电磁法检测仪器的研制的开题报告
锚杆锚固质量电磁法检测仪器的研制的开题报告【标题】锚杆锚固质量电磁法检测仪器的研制【背景】随着城市化建设的不断发展，建筑物和交通工程的建设规模和数量不断增加，需要大量应用锚杆作为支护措施，保障工程的安全和稳定。
然而，锚杆的质量问题一旦出现，会严重影响工程的使用安全和寿命。
目前锚杆锚固质量检测主要采用超声波、钻孔微震等方法，但这些方法也存在一些缺陷，如不能直接判断锚杆固结状态、仪器成本高等问题。
因此，需要研制一种可靠、准确的锚杆锚固质量检测仪器。
【目的】本研究旨在开发一种基于电磁法的锚杆锚固质量检测仪器，能够实现锚杆锚固质量的非破坏性检测，提高锚杆锚固质量的检测精度和效率。
【内容】本研究将从以下几个方面展开：1. 锚杆锚固质量检测技术理论研究：对锚杆锚固质量检测技术的相关理论进行分析和研究，包括电磁法原理、锚杆锚固质量检测方法等。
2. 仪器硬件设计：根据电磁法原理和锚杆锚固质量检测要求，设计仪器硬件，包括传感器、信号采集与处理系统等。
3. 软件设计：开发相应的软件，实现数据采集、处理、分析和结果展示等功能。
4. 试验验证：通过试验验证，评估仪器的准确性、精度和可靠性。
【预期成果】本研究的预期成果包括：锚杆锚固质量检测技术的理论分析和研究、一种基于电磁法的锚杆锚固质量检测仪器的设计和研发、相关软件的编写和试验验证。
【参考文献】1. 吴永智. 基于电磁法的锚杆锚固质量检测技术研究[D]. 长沙：湖南大学，2015.2. 马宏林，丁雄飞. 锚杆锚固质量检测技术的研究[J]. 中国建筑材料科技，2017，41(10)：13-15.3. 崔效伟，林琳. 锚杆锚固质量检测的非破坏方法研究[J]. 建筑科技Development，2018，49(3)：162-165.。
锚杆锚固质量无损检测仪器开发研究论文 精品
中图分类号：TD687UDC分类号：531锚杆锚固质量无损检测仪器开发研究Research on Development of Nondestructive Testing for the Rock Bolts Bonding IntegrityCandidate Name：FENG ChunyuSchool or Department:Mechatronical Engineering Faculty Mentor:Prof. Wang ChengChair, Thesis Committee：Prof. Shang XinchunDegree Applied:Master of PhilosophyMajor：MechanicsDegree by:Beijing Institute of Technology The Date of Defence：February，2014锚杆锚固质量无损检测仪器开发研究北京理工大学研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。
尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。
特此申明。
签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解北京理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。
签名：日期：导师签名：日期：摘要锚杆支护技术由于其可显著提高围岩的稳定性，加之具有支护成本低等优点，在边坡、基坑、隧道、矿井巷道及地下工程中得到了广泛的应用。
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型 ， 基于 电像 法 。 。 欧 姆 定 律 和 安 培 环 路 定 理 等 ， 并 。 、 对 电磁 法 检测 锚杆 质 量 进 行 了 系 统 的理 论 计 算 ， 到 得 了相 应 的数值 模拟 曲线 ， 汁算 机 拟 合 反 演 提 供 了 依 为
大地 电流将会 在 空 间产 生 磁场 ， 围物 质 空 间一 周
点 Ｑ（ ， ）的 磁 场 可 以 由安 培 环 路 定 理 得 出 ： ｒ
（ ｄ ｘ， ６ Ｂ・ ｌ＝／ 。
（） ２
如图 １ 选取地 下任 一点 Ｑ（ ， ， ｒ）处所 在 的水平 面 ， 该 水平 面 的磁场仅 由垂 直 地 面方 向电 流产 生 ， 为 了保 且 证磁 场 的对称 性 ， 我们 假设 锚 杆 电流 由上 方 无 限 长 直导线 引入 ， 以 由安培 环路定 理得 ： 所 由电像法 ， 时 电流 源 Ｉ 在 周 围空间 的某点 Ｐ（ ， 此 ｏ ｒ ） 产生 的 电势为 ： 处
＋
［ｒ √ ＋（ ＋ ｚ ｚ 一（ ＋ ） ｝ 。 ） １ ］ 。
１ ２ 空锚 时 锚 杆周 围 电 流及 电磁 场 空 间分 布 ．
如 图 ２ 当锚杆 锚 固质量不 好 时（ ， 出现空 锚 ） 设 空 ，
锚 长 度 为 ｎ 空 锚 上 端 面距 地 面 长 度 为 Ｌ ， 锚 杆 流 人 ， 。从
上采 用 的仍然 是破 坏 性 拉 拔 试 验 ， 种 检 测 手 段 既 费 这
点 ， 垂直 于 地面 向下 ， 平 面为地 平 面 ， 立柱 坐标 轴 ｒ 建 系 。由于 电极本 身 电 阻很小 ， 可视 为 等位 体 ， 杆无 空 锚
锚 时 ， 电极 的单位 长 度 上 流 人 均 匀 大地 中 的 电流 可 从
杆检测 中的 电磁 法 进 行 初 步研 究 ， 通 电情 况 下地 下 对
锚 杆 周 围 电 场 进 行 模 拟 ， 通 电 锚 杆 周 围 电 磁 场 进 行 对
７ ＝一
ｕ ＝一
ｄｒ
一 ｄ
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ｅ ４竹 ｔ
计算 ， 基于 钢筋 锚杆 接 地 电阻评 价锚 固质量 研究 等 ， 但
视 为 相 同 。 在 棒 状 电 极 上 距 地 面 距 离 为 Ｌ处 取 一 无 限 小 电极 元 Ｉｌ 此 电 极 元 流 人 大 地 的 电 流 为 ｄ 。 ｄ。 ， 则 Ｐ（ ，）点 的 电 流 密 度 为 ： ｒ。
工又 费时 ， 对加 固的岩体 也 产生 较强 的扰 动 ， 降低 了锚
锚 固质 量提 供 了理 论 依 据 。
关
键
词 ： 杆 ； 损 检 测 ；电磁 法 ；模 拟 曲线 ；锚 固质 量 锚 无 文献标 志码 ： Ａ
中 图 法 分 类 号 ： Ｖ ５ ．２ Ｔ ５４ １
当前 ， 锚杆 技术 正在 世 界 各 地 的 隧道 、 掘 、 边 采 高 坡和 深基 坑等 工程 支 护 中得 到 广 泛 应用 ， 是 作 为 隐 但
像 法、 欧姆 定律 和 安 培 环 路 定 理 计 算 出 了通 电 锚 杆 以及 出现 空锚 时 通 电锚 杆 周 围 的 电 流 和 电磁 场 分 布 ， 到 了 得
锚 杆 长 度 及 锚 固质 量 状 况 与检 测 磁 场 间 的 函数 关 系式 。 据 此 数 值 模 拟 出 了几 组 相 对 磁 感 应 强 度 曲 线 ， 一 步 提 进 出 ， 磁 感 应 强 度 归 一 化 曲线 进 行 计 算机 拟 合 反 演 ， 望 检 测 出 空锚 段 比例 和 空 锚段 的 位 置 ， 而 为 电磁 法 检 测 对 可 从
以很 好 地 检 测 出 空 锚 段 位 置 及 空 锚 段 长 度 。
图 ３ 相 对磁 感应 强 度 Ｂ／ 关 于 ｒ 归 一 化 曲线 Ｂ 的
（ ）本 文 在 以往 研 究 的 基 础 上 考 虑 了 文 对 电 磁∞裔 检 测 锚 杆 进 行 了 理 论 研 究 ， １ 法 鼎 磺龉诿罂 计 。
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记作 日 ： 。
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对 整个 锚杆 积分 ， 当于分成 ３ 相 段积 分 ， 得到 Ｐ ｒ （，
）的 电 势 为 ：
场 间 的函数关 系式 。
［］ ２
Ｍｅ ａ Ｇ，Ｄ ｂ ｄ ｓ ｏ ａ ｏ Ｆ Ｅ，Ｓ ｅ ｚ ．ｈ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｔｏ ｏ ｌｃ ｒｓａ — ａ ｎ Ｊ ｎ ｇ ｈ ｒ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆｒｅ ｅ ｔｏ ｔｔ Ｊ
（ ）通过对 求得 的电磁 场进行 正演计 算 和数值模 ２
１ 电 磁 法 检 测 锚 杆 质 量 的理 论 模 型
１ １ 锚 杆 周 围 电流 及 电磁 场 分 布 ．
建立 模型 。选 择 垂 直 插 入地 下 的金 属 锚 杆 ， 图 如
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２０ １—０ ３
ｒ ＋（ ＋ｌ ＋（ ＋ｌ ／ｒ ＿— 。 ） ｚ 。 ＿ ）、 ＝
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￡＋ ＋＋ ／ ｎ ） ｒ ｌ０ ￣ Ｌ ＋ （＋ ＋ Ｊ
分 别对 ｒ 、 偏导数 ， 得 ： 求 可
ｄ ４ｒ （ ） Ｊ ＋ ／ — ｒ ￣ ＇１ ｏ ｏ一 ， 一 二 、
杆对 岩体 的加 固作 用 。而 目前 国 内外关 于锚 杆 的无 损
检测 主要 为应 力波 法 ， 该方 法 还需 要进 一 步研 究 ， 但 以
解决 应力 波反 射信 号 变 弱 甚 至 消 失 的 问题 ； 磁 法 是 电
另 外 一 种 新 的无 损 检 测 方 法 ， 经 得 到 广 泛 关 注 ， 锚 已 对
锚 杆 锚 固 质 量 电 磁 法 检 测 的 理 论 研 究
刘 道 涵 汤 型 正 ， 祥 云 ， 胡
（ ． 国地 质 大 学 研 究 生 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ； ２ 中 国地 质 大 学 数 学 与 物 理 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ； ３ 中 １中 湖 ３０ ４ ． 湖 ３０ ４ ． 国地 质 大 学 地 球 物 理 与 空 间信 息 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 湖 ３ ０４
『
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了 。 ＋ ＋
１
一
地 下的 电流强度 为 ， 杆长度 为 ｌ， 锚 。锚杆 周 围物 质 的 电导 率为 ， 杆 是 良导 体 ， 看作 棒 状 电极 。 原 点 锚 可 取
位 于棒 状 电极 与地 表 的交 点 ， 轴垂直 于地 面向下 ，平 ｒ
一
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拟 ， 出了几组相 对磁感 应强 度 曲线 ， 出利用 不 同分 作 提 量 的相对磁感 应 强度 曲线 进 行 计算 机 拟 合 反演 ， 以 可 更好地 检测锚 固质 量 ，从 理论 上验证 了利用 电磁法 可
［］ ３
ｉ ｃｌｕａｏ ｓｉ ｆ ｌ ｅ ｓ ｏ ｉ ｅ ［ ］ Ｊｕｎｌｏ Ａ ｐｉ ｃ ａ ｌｉｎ ｎ ｉｄ— ｍｉｉｎ ｄｏ ｓ Ｊ ． ｏｒａ ｆ ｐ ｌｄ ｃ ｔ ｅ ｓ ｄ ｅ
ｄ ： ｕ 『 ＋ １
２Ｔ （ 叮 Ｂ＋Ｂ ）＝ 』２ｒ ， ０ ｒ ０ ７ｄ ｒ ＋ ，
（） ３
式 ， 为 坐 锚 的 流， ＝ ｆ ｄ 中 ， 纵 标 处 杆中 电 ， 一 ｚ ；
为 上 半 空 间 无 限 长 导 线 所 产 生 的 磁 场 ， ＝ Ｂ
１ 示 。 设 从 锚 杆 流 入 地 下 的 电 流 强 度 为 ， 锚 杆 长 所 ｎ，
度 为 ， 杆周 围物 质 的 电导 率 为 ， 杆 是 良导 体 ， 锚 锚 可看 为棒 状 电极 。取 原 点 位 于 棒 状 电极 与 地 表 的交
蔽工 程 ， 锚 固质 量 检 测 手 段却 相 对滞 后 。 目前 工 程 其
影响 ， 同时克 服 了以往仅 在地 平面测 量 ， 磁场 变化不 其 明显 的缺陷 。
参 考文 献 ：
［ ］ 施 国 良， 国雄． 观 场论 ［ ． 汉： 国地质 大 学 出版社 ， １ 张 宏 Ｍ］ 武 中
１ ９Ｒ
算 出了通 电锚 杆 以及 出现 空锚 时锚杆 周 围的 电流 和 电 磁 场分布 ， 到 了锚 杆长 度 及 锚 固质 量 状 况 与检 测 磁 得
据。
ｒ＋（ ＋。 ｚ ｚ ＋（ 。 ／ｒ＿—＿ ） ＋ｌ ）、
ｒ
， ０
一。 ／ ＋ ｚ ｌ ｌ一￣ （ —。 ｒ
＋。 ／ 十（ ＋。 ｌ＋￣ ｚ ｌ ｒ ） 一
．
４ｎ。 （ 一ｌ） ，Ｉ ２＋ － １ １ ）、 ｒ ＿— 。一 ／ ＿ ＝ 。 ＋（
摘要 ： 近年 来 ， 杆 锚 固技 术 正 在 世 界 各 地 的 隧 道 、 掘 、 锚 采 高边 坡 和 深 基 坑 等 工 程 支 护 中 得 到 广 泛 应 用 。 目前 锚
杆 锚 固质 量 的 研 究主 要 集 中在 以 应 力 波 法 为 主 的 无损 检 测 方 法 ， 该 方 法 还 要 进 一 步研 究 以 解 决 应 力 波 信 号 变 但 弱 甚 至 消 失 的 问题 。 电磁 法是 另 外 一 种 新 的 无 损 检 测 方 法 。 对 工 程 锚 杆 加 载 恒 定 电 流 时 建 立 物 理 模 型 ， 过 电 通