锚杆无损检测技术及其在工程中的应用

合集下载

锚杆锚固质量无损检测技术综合研究及应用

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。

锚杆锚固质量无损检测技术研究与应用

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。

锚杆无损检测的基本原理及方法

锚杆无损检测的基本原理及方法

无损检测与锚杆无损检测的基本原理及方法1. 简介无损检测是指在不破坏被测物理性能和形状的前提下,通过对材料或构件进行检测,获取其内部缺陷、材料性能和结构形态等信息的一种检测方法。

锚杆无损检测是无损检测的一种应用,主要用于对混凝土结构中锚杆的质量进行评估和检测。

锚杆是一种常用的加固结构,广泛应用于土木工程、建筑工程和岩土工程等领域。

锚杆无损检测的基本原理是通过对锚杆的声波、电磁波或超声波的传播和反射特性进行分析,检测锚杆中的缺陷、腐蚀、断裂等问题,从而评估锚杆的质量和可靠性。

2. 基本原理锚杆无损检测的基本原理可以分为声波无损检测、电磁波无损检测和超声波无损检测三种。

2.1 声波无损检测声波无损检测是利用声波在材料中传播的特性进行检测的方法。

在锚杆无损检测中,常用的声波检测方法有冲击法和超声波法。

冲击法是将一个小的冲击力施加在锚杆上,通过测量冲击力的传播速度和传播时间,计算出锚杆中的缺陷位置和缺陷的性质。

缺陷的位置可以通过测量冲击波在杆体中的传播时间来确定,而缺陷的性质可以通过测量冲击波的传播速度来确定。

超声波法是将超声波传播到锚杆中,通过测量超声波的传播时间和传播速度,判断锚杆中的缺陷和腐蚀情况。

超声波在材料中的传播速度与材料的密度和弹性模量有关,当超声波遇到缺陷或腐蚀时,会发生反射或散射,从而可以检测出锚杆中的问题。

2.2 电磁波无损检测电磁波无损检测是利用电磁波在材料中传播的特性进行检测的方法。

在锚杆无损检测中,常用的电磁波检测方法有磁力线法和电磁感应法。

磁力线法是通过在锚杆上施加一个磁场,测量磁力线在杆体中的传播情况,判断锚杆中的缺陷和腐蚀情况。

当磁力线遇到缺陷或腐蚀时,会发生磁力线的偏转或集中,从而可以检测出锚杆中的问题。

电磁感应法是通过在锚杆上施加一个交变电磁场,测量感应电流或感应电磁场的变化情况,判断锚杆中的缺陷和腐蚀情况。

当感应电流或感应电磁场遇到缺陷或腐蚀时,会发生电流或电磁场的变化,从而可以检测出锚杆中的问题。

岩土工程锚杆无损检测技术与应用实践研究

岩土工程锚杆无损检测技术与应用实践研究

岩土工程锚杆无损检测技术与应用实践研究2.江苏华东工程设计有限公司南京市秦淮区 2100073. 南京江北公用建设工程有限公司南京市江北新区 210031摘要:无损检测技术是通过物体的声、光、磁等特性来判断被测物体的瑕疵部位等,从而确保被测物体的工作特性。

该方法适用于金属和非金属材料、复合材料和电子元件等的测试。

本文在此技术的基础上,对其在实际中的运用进行了剖析,并举例说明了无损检测、超声波检测、光纤检测等方面的工作,为今后在岩土工程中的锚杆检测工作打下了坚实的理论基础。

关键词:岩土工程;锚杆无损检测技术;应用实践锚杆在实际应用中,不可避免的会存在性能缺陷的问题,从而对岩土工程的质量产生不利的作用。

为了解决这个问题,需要采用无损检测的锚杆技术来检验,从而找出问题所在。

为了确保岩土工程中的锚杆质量,必须对其进行无损检测技术的监测。

一、岩土无损检测技术应用的作用在不同地区、不同湿度和不同海拔条件下,不同的岩土地基在不同的地质条件下会存在较大的差异。

工程技术人员将采用锚杆等措施来加强岩土的处理。

其最终的技术水平就是在于岩土无损检测技术的运用,通过多种物理、化学、甚至是生物学原理,来探测和评估岩石的完整性。

目前已在各种施工项目中得到了广泛应用,并得到了普遍应用[1]。

对岩土工程中的锚杆质量等级进行检验的基础技术就是无损检测技术,它的重要作用在于对岩石结构的破坏程度进行分析和判断。

利用有关技术方法与资料,对存在的问题与不足进行正确的判定,以技术与资料为基础,对其进行评价。

二、岩土工程的锚杆检测技术以及基本原理(一)常规的无损检测技术(1)根据锚杆的荷载变化进行长期、短期检测,通常根据液压、设备、振动、电气和光电等因素的差异,设计出相应的测力仪。

但这种结构的测力仪必须预先埋设好,而且极易受到电磁影响,如果环境湿度太大,温度变化太大,测力仪的灵敏度就会下降,不能承受偏载、爆破震动和崩塌的岩体等因素的影响。

(二)现行的锚杆无损检测技术在精度、时效性、可靠性和动态监测范围等几个指标上,传统的静态质量检验技术无法满足目前岩土体工程中对锚杆的质量检验的需要,通常采用相关的仪器对锚杆进行质量检验。

锚杆无损检测技术在控制隧道锚杆施工质量中的应用

锚杆无损检测技术在控制隧道锚杆施工质量中的应用

锚杆无损检测技术在控制隧道锚杆施工质量中的应用摘要:隧道建设工程是一项十分繁杂的工作,稍有不慎就会造成极其严重的后果,存在极大的安全隐患,特别是锚杆的质量问题直接影响着整个工程的安全问题。

所以为保证隧道工程的施工过程可以按部就班的顺利完成且不存在任何质量安全问题,就要用到锚杆无损检测技术对锚杆锚固的质量问题进行精细的检测和分析工作,确保万无一失,为后期施工奠定好基础,本文就锚杆无损检测技术在隧道建设工程中的运用做出简单的分析,这一技术的应用为隧道工程的质量问题提供了重要保障,希望这篇文章可以为实际的施工过程提供一些帮助。

关键词:锚杆;无损检测;技术;隧道施工;质量;应用引言:城南隧道藤岭段采用矿山法施工,进出口均为竖井结构,隧道不光临近既有水库,涌水量大且围岩软弱破碎、还有燕尾段小间距岩柱,锚杆施工数量众多,全隧3万余根锚杆,需检测3500余根,由于锚杆施工质量好坏严重关系着开挖安全,本着安全可靠、技术先进、经济合理,隧道采用锚杆新型无损检测技术冲击弹性波法检测,可以在保证不破坏到施工材料的同时较为精确的检测出锚杆的质量,为开挖安全提供技术保障,本文就锚杆无损检测技术的基本原理和使用方法以及如何鉴定锚杆质量过关等方面进行简单的描述和分析。

一、锚杆无损检测技术的基本原理锚杆作为一种加固的器件广泛应用于隧道的建设施工过程之中,通常按照水文地质环境来确定如何插入锚杆并灌入浆液固定,使用锚杆锚固存在许多优点,不仅成本较低,且安全性良好,可以起到很好的锚固作用。

锚杆的施工质量高低对于锚固效果具有直接影响,锚杆的长度、饱满度、材质、连接状态等都需要进行精准的检测和分析,且同时又不能对锚杆造成破坏和损耗,锚杆无损检测技术可以有效的达到目标。

锚杆无损检测技术区别于其他检测方法的特点在于无损,几乎不会对杆体造成损害出现安全隐患。

锚杆无损检测技术应用应力反射波法的波动原理,因为波在均匀的介质中它的传播速度和方向等都不会产生变化,而在不均匀介质中波的传播过程中会发生许多突变,这时,透射波可以继续向前传播,而反射波则会被驳回,反射波可以被安装的传感器监测到,然后进行放大处理,从而根据收集到的信息,对锚杆锚固的质量作出评估。

锚杆无损检测技术在控制隧道锚杆施工质量中的应用

锚杆无损检测技术在控制隧道锚杆施工质量中的应用
其 反 射 和透 射 波 得 大 小 与 截面 面 积和 波 阻抗 相 对 的程
用 自制 的弹 射 针式 自激 发传 感器 激发 应力波 信 号并接 收
反射 波 信号 ,对采 集 的信 号信 息进 行 时域 、频域 分 析 ,
获得 锚杆锚 固状态 的工 作参 数 。应力波 反射 法检 测 的核 心之 一是确 定锚 杆 锚 固段长 度 。 当 工程锚 杆 构 件 的尺 寸 为圆 柱 体 且其 直 径d 远 小 远 于 其长 度L ,即 L 时 》d,加 之锚 固体 中的弹 性 波传 播 速 度远 大 于其 围岩 ( 土体 )的波速 ,所 以锚 杆可 以作 为 或
杆 锚杆 质 量并 为其 分级 。 22 检 测方 法 .
3 锚杆 无 损检 测技 术在 高速 公路 隧道 中 的应 用
为了验 证锚 杆 无损 检测 技术在 公 路隧 道 中锚杆 测量 的准确 性 ,在施 工 单 位 的配合 下 ,将 事 先备 好 了 5 根长 度 不等 的锚 杆打 入隧 道岩 壁 并对其 进行 注 浆 。用锚 杆检 测 仪对 其进 行检 测 ,具体 图形如 图 1 5 示 。  ̄所 图 1 图5 现 场 实测 数据 和 处 理 结果 图 ,每 张 图 中 ~ 是
借 鉴 意义 。
为盯和 反射 波应 力仃与透 射波 应力f之 间 的关 系分 别 为 i r i t
一 r —
Z /— Z +1
, ,
【 ) () 2
毗 一—
. .
2 —Z / ) ( / )盯 ( 2Z。 A 1 —
Z Z — — / 1
, 1



’ ’
2 锚杆 无损 检测 技术 理论 基础
2 1 锚杆 无损 检测 工作 原理 . 应 力波 反射 法 检测 是 在 无须任 何 处 理 的锚 杆 端 头 .

锚杆无损检测在建筑工程领域的应用

锚杆无损检测在建筑工程领域的应用

锚杆无损检测在建筑工程领域的应用发布时间:2021-06-22T10:00:34.220Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:王凯超[导读] 摘要:本文将结合工程实例对锚杆锚固质量无损检测的原理、检测方法、数据分析、锚固质量评价等进行介绍。

首钢地质勘查院北京市 100144摘要:本文将结合工程实例对锚杆锚固质量无损检测的原理、检测方法、数据分析、锚固质量评价等进行介绍。

同时,结合波动理论分析该方法在实际运用中的技术要点和数据处理时的一些问题。

另外还就从事锚固无损检测工作谈了自己的一些经验和体会。

关键词:锚杆锚固质量无损检测;波动理论;声波反射法;锚固密实度;杆系波速诸论:锚杆施工属于隐蔽工程,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。

锚杆抗拔力试验抽检频率一般为1~5%。

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,而锚杆锚固长度一般远大于42倍的锚杆直径,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和锚杆的实际长度。

随着锚杆在工程中的大量使用,锚杆抗拔力试验已明显不能满足检验锚杆锚固质量的要求。

根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2015)的规定,对于全长粘结型锚杆,合格锚杆的长度应符合设计值,注浆密实度不得小于75%,锚杆长度和注浆密实度是反映锚杆锚固质量的主要参数。

近年来,一些大型工程(如水电工程、公路和铁路交通工程、矿山工程等)探索采用无损检测技术检测锚杆的长度和注浆密实度,以达到有效评价锚杆锚固质量的目的。

检测中,根据现场实际情况选择合适的激发设备和激发方法、传感器及检测仪,检查测试系统各部分之间是否连接良好,确认整个测试系统处于正常工作状态。

数据分析时根据时域及频域信号,判定锚杆长度和锚固密实度。

必要时还可采用瞬时谱分析法、小波分析法或能流分析法等方法。

锚杆无损检测在高速公路隧道中的分析与应用

锚杆无损检测在高速公路隧道中的分析与应用

锚杆无损检测在高速公路隧道中的分析与应用锚杆支护已日益成为岩土工程加固的主要方法之一,基于一维弹性波理论的锚杆无损检测丰富了锚杆锚固质量检测的方法,其操作简单方便,结果准确可靠。

文章结合工程实例,分析在高速公路隧道中的应用切实可行,值得大力推广。

标签:隧道;锚杆;无损检测1 引言在隧道开挖支护等施工工艺中,锚杆支护成为最常用的支护方式之一。

锚杆施工到岩土体内与岩土体形成一个新的复合体,从而使得岩土体自身的承载能力大大加强,故其施工质量对整个隧道的安全有着重大的意义。

锚杆检测传统的方法是“拉拔法”,但是拉拔属于破坏性试验,且操作麻烦,对于隧道拱顶的锚杆拉拔难以实现。

而基于一维弹性波理论的锚杆无损检测,操作方便,隧道内任意位置均可检测,且方便快捷,不影响施工进度。

2 检测基本原理2.1 锚杆无损检测研究发展锚杆施工质量检测的研究很早就开始了,上个世纪八十年代初,瑞典的相关研究人员已经开始开发了锚杆锚固质量无损检测仪器Boltometer。

仪器原理是从锚杆外露端头激发一次超声波,同时在此端头用一个传感器接收从锚杆另一端头反射回来的超声波,而注浆密实度是根据从锚杆底部端头反射回波的幅值评价。

上世纪八十年代,我国铁道科学院曾在效仿瑞典Boltometer检测仪的基础上,采用能量相对稳定的激振,改进研制了M-7锚杆检测仪。

到2009年出台了两本锚杆无损检测技术规程,标志着锚杆无损检测技术正式步入成熟阶段。

2.2 工作原理当工程的结构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,则此构件完全可以作为弹性波中的一维杆件理论分析处理。

锚杆是钢筋与锚固材料胶结在一起,与周围围岩(土)存在较大的弹性波波阻抗差异,因此,应用弹性波理论对锚杆进行无损检测,可以视锚杆为一维弹性杆件,用一维弹性杆件来检测分析锚杆的质量,即钢筋与锚固材料的胶结质量、锚固材料与围岩(土)的胶结质量(也就是锚杆的密实度)及锚杆的长度。

锚杆无损检测技术在水电站工程中的应用与探索

锚杆无损检测技术在水电站工程中的应用与探索

sces l ar do ets adrt g w dpl ghdo o e t o rjc i tesl u n t f ra d a o n i u csf re nt t a st a ul y rp w r a npoetn h oi q at o get e l f o d g uc i h e n n i or n i st i d i y a b n n e i o te nh r e n r e rjc at A mau to t cn lg d c da rl it r fh c oigp l i ue h oet uni . d e m t i f et h ooycn u t pei na poa o . gt y a n o ,s t p q y tn t i h r y h e o e mi r e lrt n yx i
C e g Z n g n n Xio h n h n o g a g Li a c e g
(. I中国水 电顾问集团西北勘 测设计研究 院, 肃 兰州 705; . 甘 300 2 福建省建筑设计研究 院, 福建 福州 300) 501
(. r w sC ia yreetc n et ai 1 t et hn dol r v sgt n&Dei dR sac stt C E C Gas a z o 3 0 0 2 Fj n No h H c iI i o s na eerhI tue H C , nuL nh u70 5 ; .ui g n n i , a Po i i stto A ci c r s d eerh Fj n uh u3 0 0 ) rv caI tue f rht t aDei a sac , ui zo 5 0 1 n l i n eu l n g nR aF

基于声波反射法的锚杆无损检测技术在水利工程中的应用

基于声波反射法的锚杆无损检测技术在水利工程中的应用
(本文责任编辑王瑞兰)
通过对该批锚杆分析发现,I级锚杆主要分布在 拱底脚处,+、皿级锚杆主要分布在两侧边墙,,级
(下转第27页)
-22 -
2020年4月第4期
广东水利水电
Nv. 4 Apr. 2020
水利水电施工,2019(2) : 17 -23. [6] 张敬,刘小强.高水头大流速临时导流底孔抗冲耐磨方
图3
实 示意
0.00 m 0.85 m 1.71 m 2.56 m 3.41 m 4.26 m 5.12 m 5.97 m 6.82 m 7.68 m 8.53 m
测 量 曲 线
相 位 曲 线
实 物 图
图4长度不足锚杆示意
・21・
2020年4月第4期
广东水利水电
Nv. 4 Apr. 2020
表1 锚杆质量一览

部出现 结构,可 过 段
长 算锚杆饱满度,也可 过
能量法确定
锚杆饱满度$此次 所用的锚
,是通

能量法与有效长度法综合分析锚固饱满度$
3工程实例分析
新 引水隧洞锚喷支护工程,锚杆设计长度为
4.5 m,锚固饱满度%75%, 等级为,类,注 材
料为M25水泥砂浆$现对K3 + 121 - K3 + 151段锚杆
案优化'J].水电站设计,2018, 34(2): 1 -3, 14. [7] 李春洪.水工抗冲耐磨混凝土的特性与工程应用[J].建
材发展导向,2012, 10(5): 65 -69.
[8 ] Guide for Selecting Proportions for High - Strength Concreto Using Portland Cement and Other Cementitious Materiala: ACI211 4R—2008[ S]. (本文责任编辑 王瑞兰)

浅谈锚杆无损检测技术在铁路工程中的应用

浅谈锚杆无损检测技术在铁路工程中的应用

浅谈锚杆无损检测技术在铁路工程中的应用摘要:随着经济和科技水平的快速发展,无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物.现代材料科学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础,现代电子技术和计算机科学的发展为无损检测技术提供了现代化的测试工具,同时,现代土木工程中迅速发展的新设计、新材料、新工艺又对无损检测技术不断地提出新的更高的要求.铁路建设等工程中,大量采用锚喷支护技术.锚杆的施工质量直接影响着洞室或边坡的安全稳定性.在锚喷支护设计中,通常采用拉拔试验来确定锚杆与铁路介质的界面粘结强度.实际上,拉拔工况下锚杆的界面剪应力并非沿杆长均匀分布,而是近似服从负指数分布,即峰值强度只经历很短的一段杆长就衰减到零.这说明假定条件与实际情况相差较远,计算误差将随试验锚杆长度的增加而增加.而且拉拔试验破坏性大,只能用来抽检,对施工质量控制评价不全面.关键词:锚杆;锚固质量;声频应力波检测引言锚杆施工是一种隐秘项目作业,一般层面的锚杆施工品质是依托作业过程管控与试验检查加以管控。

试验抽检侧重于锚杆物料性能检验与锚杆抗拔力检验。

后者抽样检验频率通常在5%上下。

依据相关探究证明,当锚杆锚固距离与锚杆直径大很多的情况下,锚杆的握裹力不会跟随锚杆锚固距离的增远而增大,当握裹力保持不变之后,实际增加的数据只是锚杆材料本身的材料强度。

为此锚杆抗拔试验不能准确、可靠地体现施工情况,尤其是不能表现锚杆的注浆紧密度状况。

所以在实际工程质量控制中,采用声频应力波法检测锚杆长度和锚固密实度显得愈加重要。

1检测原理当锚杆介质或者某个截面的大小产生变动后,入射波会在变动的地方产生透射与反射,入射波这种变化的程度和截面面积变动的大小相关。

和变截面杆近似,在锚杆支护架构浇筑匀称紧密的情况下,应力波的能量大多分散到周围岩体中,占较小比例的能量进行反射,具有显著的反射规律特点。

当浇筑不匀称、不紧密的时候,在不紧密之处便会产生程度不等的波阻抗变画面。

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用作者:叶兆飞来源:《科学与技术》2014年第01期摘要:为了明确实测波形跟锚固质量、检测方式之间的关系,基于应力波反射法检测的原理、方法以及应力波的传播理论,针对不同检测要素,锚杆锚固质量无损检测法-超声波反射法,或称音频应力波反射法,包括锚杆长度检测和灌浆密实度检测两方面,其理论依据是一维波动理论。

本文选取了具有典型代表的工程锚杆和试验锚杆进行了检测、分析和对比,结果表明无损检测是一种十分有效的检测技术,能成功有效地对锚杆锚固质量进行检测和分级,确保了工程质量。

关键词:锚杆无损检测应力波反射法砂浆饱和度引言:当前,锚杆锚固技术广泛应用于矿山、铁路、公路等系统的隧道、边坡、山体加固工程中。

大部分锚杆都属于隐蔽工程,在施工过程中的管理和监督较为困难,其锚固系统的稳定影响了整个工程的质量。

传统的检测方法是拉拔法,但这种方法有本身的局限性。

1 、概述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。

本文结合某铁路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、工作原理应力波普查检测是在无须严格处理的锚杆端头,用发射震源产生弹性波,沿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固杆周围或端部的锚固状况。

通过对信号进行处理和分析,可以确定锚杆长度以及锚固的整体质量。

检测的核心是系统参数的合理选择,适当的采样间隔可保证检测效率和精度,其设置需考虑到锚杆的设计长度,锚杆底端与顶端的声幅比值换算为锚固密实度时的长度修正。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用
发表时间:2014-09-03T16:05:57.747Z 来源:《科学与技术》2014年第1期下供稿作者:叶兆飞
[导读] 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。

福州铁建工程质量检测有限公司叶兆飞
摘要:为了明确实测波形跟锚固质量、检测方式之间的关系,基于应力波反射法检测的原理、方法以及应力波的传播理论,针对不同检测要素,锚杆锚固质量无损检测法-超声波反射法,或称音频应力波反射法,包括锚杆长度检测和灌浆密实度检测两方面,其理论依据是一维波动理论。

本文选取了具有典型代表的工程锚杆和试验锚杆进行了检测、分析和对比,结果表明无损检测是一种十分有效的检测技术,能成功有效地对锚杆锚固质量进行检测和分级,确保了工程质量。

关键词:锚杆;无损检测;应力波反射法;砂浆饱和度引言:当前,锚杆锚固技术广泛应用于矿山、铁路、公路等系统的隧道、边坡、山体加固工程中。

大部分锚杆都属于隐蔽工程,在施工过程中的管理和监督较为困难,其锚固系统的稳定影响了整个工程的质量。

传统的检测方法是拉拔法,但这种方法有本身的局限性。

1、概述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。

本文结合某铁路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、工作原理应力波普查检测是在无须严格处理的锚杆端头,用发射震源产生弹性波,沿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固杆周围或端部的锚固状况。

通过对信号进行处理和分析,可以确定锚杆长度以及锚固的整体质量。

检测的核心是系统参数的合理选择,适当的采样间隔可保证检测效率和精度,其设置需考虑到锚杆的设计长度,锚杆底端与顶端的声幅比值换算为锚固密实度时的长度修正。

3、工程地质概况某铁路扩能改造工程DK204+625.35~+935.29 段国道改线(DK204+673.10~+835.43 左侧一级边坡),此段为国道改线路段。

Q4ml 根植土:灰色,灰褐色,厚0.7m;Q4al+pl 粉质黏土,软塑,σ0=120kPa;Qel+dl 粉质黏土,硬塑,σ0=180kPa;各岩土层参数详见岩土工程勘察报告。

水文地质情况:低山区地下水位基岩裂隙水,不发育。

山间谷地区地表水主要为小股溪流,水量较小。

地下水为第四系孔隙潜水,埋深较浅。

地下水及地表水对砼均无侵蚀性。

仅根据氯离子含量判定。

4、检测依据和方法4.1、检测依据为《锚杆锚固质量无损检测技术规程》JGJ/T182-2009;4.2、检测方法简介:当工程的结构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,则此构件完全可以作为弹性波中的一维杆件理论分析处理。

锚杆是钢筋与混凝土、砂浆胶结在一起,与周围围岩(土)存在较大的弹性波波阻抗差异,因此,应用弹性波理论对锚杆进行无损检测,可以视锚杆为一维弹性杆件,用一维弹性杆件来检测分析锚杆的质量,即钢筋与混凝土的胶结质量、混凝土与围岩(土)的胶结质量(也就是锚杆的密实度)及锚杆的长度。

5、检测仪器及设备①激震:超磁致震源、手锤;②拾振:JL-L001 强力磁座式加速度传感器;③数据记录和分析处理:JL-MG(D)锚杆锚固质量检测仪及分析软件。

6.锚固密实度评判标准A 级:波形特征:波形规则,呈指数快速衰减,持续时间短;时域信号特征:2L/Cm 时刻前无缺陷反射波,杆底反射波信号微弱或没有;幅频信号特征:呈单峰形态,或可见微弱的杆底谐振峰,其相邻频差△f≈Cm/2L;密实度D>90%。

B 级:波形特征:波形较规则,呈较快速衰减,持续时间较短;时域信号特征:2L/Cm 时刻前有较弱的缺陷反射波,或可见较清晰的杆底反射波;幅频信号特征:呈单峰或不对称的双峰形态,或可见较弱的谐振峰,其相邻频差△f≥Cm/2L;密实度D90%~80%。

C 级:波形特征:波形欠规则呈逐步衰减或间歇衰减趋势形态,持续时间较长;时域信号特征;2L/Cm 时刻前可见明显的缺陷反射波或可见较清晰的杆底反射波,但无杆底多次反射波;幅频信号特征:呈不对称多峰形态,可见谐振峰,其相邻频差△f≥Cm/2L;密实度D80%~75%。

D 级:波形特征:波形不规则,呈慢速衰减活间歇增强后衰减形态,持续时间长;时域信号特征:2L/Cm 时刻前可见明显的缺陷反射波及多次反射波,或清晰的多次杆底反射波信号;幅频信号特征:呈多峰形态,杆底谐振峰明显、连续或相邻频差△f>Cm/2L;密实度D<75%。

7、检测结论某铁路扩能改造工程DK204+625.35~+935.29 段国道改线(DK204+673.10~+835.43 左侧一级边坡)的锚杆声波反射法检测结果:所检测的24 根锚杆到锚杆锚固密实度评判标准和单根锚杆锚固质量无损检测分级评定标准中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类的要求,达到Ⅰ类的锚杆为10 根,占总锚杆数的41.7%;达到Ⅱ类的锚杆为11 根,占总锚杆数的45.8%;达到Ⅲ类的锚杆为3 根,占总锚杆数的
12.5%。

8、结束语随着锚杆在各种工程中的普遍使用,对其质量检测的需求也越来越迫切。

应力波检测技术拥有现场操作简单、人员需要少、检测效率高、不影响工程进度、结果准确等优点,可以为锚杆检测提供高效有力的质量保证,在工程建设过程中值得推广。

参考文献:[1]汪明武,王鹤龄.锚固质量无损检测技术[J].岩石力学与工程学报,2002,21(1):126-129.[2]彭斌,刘春生,肖柏勋,等.锚杆锚固质量无损检测数据的分析与处理[J].物探化探计算技术,2003,25(3):241-245.。

相关文档
最新文档