錨桿長度檢測技術

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1、升拓檢測技術文庫-W-巖錨Ⅰ錨桿長度檢測技術摘要：由于施工質量的問題，錨桿長度不夠也是一個普遍的問題；目前，對于錨桿，采用沖擊彈性波的檢測方法最為普遍。關鍵詞：錨桿長度；沖擊彈性波；錨桿質量5升拓檢測技術文庫-W-巖錨Ⅰ1錨桿長度測試方法和原理在錨桿中間的某處的灌漿出現(xiàn)根據(jù)不密實現(xiàn)象時，相當于出現(xiàn)材料的不連續(xù)性。這種不連續(xù)性可以用機械阻抗來表示。（一般用來表示材料的機械阻抗，，這里的是斷面截面積））發(fā)生變化的邊界面上，傳播的彈性波會產(chǎn)生波的反射和透過。1)基本理論基礎：兩種不同媒介垂直入射反射波↓入射波↓這是最簡單的一種情況，例如在錨桿的底部，

2、錨桿與周圍巖體之間就存在較大的阻抗差。此時，激振產(chǎn)生的彈性波的反射可以分析如下：透過波↓變化的機械阻抗面發(fā)生的反射和通過這里，，表示單元1的粒子的運動速度（入射和反射），表示單元2的粒子的運動速度。在界面上產(chǎn)生彈性波的反射以及通過，可以表示如下：反射波：(2-2-1)透過波：(2-2-2)此外，反射波和透過波的大小用振幅率來表示。振幅反射率：　(2-2-3)振幅透過率：　　(2-2-4)彈性波的反射和透過具有如下性質。(1)媒介的機械阻抗相同（），那么就算材料不同，也不會產(chǎn)生波動；(2)兩種媒介的機械阻抗相差越大，反射率也越大。對于錨桿檢測而言

3、，錨桿的先端是軟弱土層時，其反射信號則要比先端是堅硬巖石時更為明顯；(3)在機械阻抗減少（5升拓檢測技術文庫-W-巖錨Ⅰ）時，反射波和入射波符號相同（相位相同）。當錨桿的先端是土層和松散巖體、混凝土時，其反射信號與激振信號同向，而在先端是堅硬巖石，其反射信號有可能與入射信號反向。激振信號桿底反射信號充填不良：激振信號不規(guī)則，衰減慢，持續(xù)時間長激振信號桿底反射信號充填良好：激振信號呈指數(shù)快速衰減，持續(xù)時間短基于能量衰減特性的原理1測試對象錨桿分為很多類，可以根據(jù)預應力的有無、應用對象、錨固機理、錨固方式構造特點等劃分。在兩個規(guī)范中，對非粘結型錨桿

4、的測試內(nèi)容有微妙的區(qū)別。錨桿無損檢測測試對象比較錨桿類型住建規(guī)程水電規(guī)程全長粘結型長度、灌漿密實度長度、灌漿密實度非粘結型長度未明確2錨桿長度的測試方法及波速取值兩個規(guī)范對錨桿長度的測試方法及波速取值的要求基本相同，均采用反射法測試，即：（2-3-1）其中，：同類錨桿的波速平均值；：桿底反射波旅行時間。當錨桿較短，桿底反射信號的起始點不易分辨時，可以采用頻譜分析的方法。但是，對于較長的錨桿，其激振與反射信號類似于下圖A。脈沖信號FFT頻譜5升拓檢測技術文庫-W-巖錨Ⅰ單純脈沖信號的特性脈沖波特性全體信號特性固有周期振幅持續(xù)時間往復周期頻譜往復次

5、數(shù)41412.80.07616可以看出，F(xiàn)FT頻譜呈等差分布，即具有倍頻關系，其相鄰峰值間隔即為全體信號的頻譜（0.076Hz）因此，錨桿的長度即按下式計算：（2-3-2）其中，為幅頻曲線上桿底相鄰諧振峰之間的頻差。值得說明的是，這里的幅頻曲線應該是FFT的幅頻曲線。該幅頻曲線在分析反射信號時，會產(chǎn)生倍頻現(xiàn)象，即第2、3、4、…階的頻率分別是基頻的2、3、4、…倍。利用倍頻現(xiàn)象可以有效地提高對的提取精度。1.的說明錨桿長度測試方法比較項目住建規(guī)程水電規(guī)程分析方法時域反射波法或幅頻域頻差法以時域分析為主（取多個桿底諧振峰時間差的平均值），輔以頻域

6、分析波速取值有現(xiàn)場模型試驗或類似工程參考時，優(yōu)先選用同類錨桿（類似工程或模擬試驗）的波速平均值波速取值在無模型試驗值或類似工程參考時1.當錨桿密實度小于30%時，取桿體波速平均值；2.此外則取桿系波速的平均值。1.當錨桿密實度小于30%時，取桿體波速；2.密實度在30-75%時，取桿體與桿系波速的平均值；3.此外則取桿系波速。其中，波速取值對錨桿長度的測試結果的影響非常大。在不同的灌漿、巖體條件下，錨桿波速的范圍很大，可在3800-5200m/s。因此在兩個規(guī)程中，均建議采用現(xiàn)場模擬試驗的方法。需要強調的是，室內(nèi)錨桿模擬試驗時，由于邊界條件的影

7、響，測試得到的錨桿波速5升拓檢測技術文庫-W-巖錨Ⅰ與實際巖體值可能有較大的差別，因此水電規(guī)程中明確指出需要用現(xiàn)場模擬試驗。1基礎模型試驗（空置錨桿）對長度為0.5、1.0、2.0、3.5、和5.5m的空置錨桿（Φ25、Φ30）進行了檢測：1）激振：分別采用激振錐（導向器）、錘擊、激震錐激震；2）計算波速：5.18km/s（低碳鋼的理論波速）；3）計算模式：采用自動解析模式?？梢钥闯?，1）利用激振錐的測試結果的平均誤差均在0.5%以下，精度最高；2）Φ10的激振錘對長錨桿的測試結果稍微偏短；3）超磁激振器的激振力度（電壓）對長錨桿測試結果的影響

8、較大。激震錐測試結果曲線圖超磁激震測試結果曲線圖激震錘(Φ10)測試結果曲線圖短錨解析波形（實際為0.5m測得結果0.497m）中長錨解析波形（實際為