錨桿長(zhǎng)度檢測(cè)技術(shù).doc

升拓檢測(cè)技術(shù)文庫(kù)-W-巖錨 錨桿長(zhǎng)度檢測(cè)技術(shù)摘要：由于施工質(zhì)量的問(wèn)題，錨桿長(zhǎng)度不夠也是一個(gè)普遍的問(wèn)題；目前，對(duì)于錨桿，采用沖擊彈性波的檢測(cè)方法最為普遍。關(guān)鍵詞：錨桿長(zhǎng)度；沖擊彈性波；錨桿質(zhì)量61 錨桿長(zhǎng)度測(cè)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(shí)現(xiàn)象時(shí)，相當(dāng)于出現(xiàn)材料的不連續(xù)性。這種不連續(xù)性可以用機(jī)械阻抗來(lái)表示。（一般用來(lái)表示材料的機(jī)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(huì)產(chǎn)生波的反射和透過(guò)。1) 基本理論基礎(chǔ)：兩種不同媒介垂直入射反射波入射波這是最簡(jiǎn)單的一種情況，例如在錨桿的底部，錨桿與周?chē)鷰r體之間就存在較大的阻抗差。此時(shí)，激振產(chǎn)生的彈性波的反射可以分析如下：透過(guò)波變化的機(jī)械阻抗面發(fā)生的反射和通過(guò) 這里，表示單元1的粒子的運(yùn)動(dòng)速度（入射和反射），表示單元2的粒子的運(yùn)動(dòng)速度。在界面上產(chǎn)生彈性波的反射以及通過(guò)，可以表示如下：反射波： (2-2-1)透過(guò)波： (2-2-2)此外，反射波和透過(guò)波的大小用振幅率來(lái)表示。振幅反射率： (2-2-3)振幅透過(guò)率： (2-2-4)彈性波的反射和透過(guò)具有如下性質(zhì)。(1) 媒介的機(jī)械阻抗相同（），那么就算材料不同，也不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)；(2) 兩種媒介的機(jī)械阻抗相差越大，反射率也越大。對(duì)于錨桿檢測(cè)而言，錨桿的先端是軟弱土層時(shí)，其反射信號(hào)則要比先端是堅(jiān)硬巖石時(shí)更為明顯；(3) 在機(jī)械阻抗減少（）時(shí)，反射波和入射波符號(hào)相同（相位相同）。當(dāng)錨桿的先端是土層和松散巖體、混凝土?xí)r，其反射信號(hào)與激振信號(hào)同向，而在先端是堅(jiān)硬巖石，其反射信號(hào)有可能與入射信號(hào)反向。激振信號(hào)桿底反射信號(hào)充填不良：激振信號(hào)不規(guī)則，衰減慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)激振信號(hào)桿底反射信號(hào)充填良好：激振信號(hào)呈指數(shù)快速衰減，持續(xù)時(shí)間短基于能量衰減特性的原理2 測(cè)試對(duì)象錨桿分為很多類(lèi)，可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力的有無(wú)、應(yīng)用對(duì)象、錨固機(jī)理、錨固方式構(gòu)造特點(diǎn)等劃分。在兩個(gè)規(guī)范中，對(duì)非粘結(jié)型錨桿的測(cè)試內(nèi)容有微妙的區(qū)別。錨桿無(wú)損檢測(cè)測(cè)試對(duì)象比較錨桿類(lèi)型住建規(guī)程水電規(guī)程全長(zhǎng)粘結(jié)型長(zhǎng)度、灌漿密實(shí)度長(zhǎng)度、灌漿密實(shí)度非粘結(jié)型長(zhǎng)度未明確3 錨桿長(zhǎng)度的測(cè)試方法及波速取值兩個(gè)規(guī)范對(duì)錨桿長(zhǎng)度的測(cè)試方法及波速取值的要求基本相同，均采用反射法測(cè)試，即： （2-3-1）其中，：同類(lèi)錨桿的波速平均值；：桿底反射波旅行時(shí)間。當(dāng)錨桿較短，桿底反射信號(hào)的起始點(diǎn)不易分辨時(shí)，可以采用頻譜分析的方法。但是，對(duì)于較長(zhǎng)的錨桿，其激振與反射信號(hào)類(lèi)似于下圖A。 脈沖信號(hào) FFT頻譜單純脈沖信號(hào)的特性脈沖波特性全體信號(hào)特性固有周期振幅持續(xù)時(shí)間往復(fù)周期頻譜往復(fù)次數(shù)41412.80.07616可以看出，F(xiàn)FT頻譜呈等差分布，即具有倍頻關(guān)系，其相鄰峰值間隔即為全體信號(hào)的頻譜（0.076Hz）因此，錨桿的長(zhǎng)度即按下式計(jì)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(shuō)明的是，這里的幅頻曲線應(yīng)該是FFT的幅頻曲線。該幅頻曲線在分析反射信號(hào)時(shí)，會(huì)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(duì)的提取精度。1. 的說(shuō)明錨桿長(zhǎng)度測(cè)試方法比較項(xiàng)目住建規(guī)程水電規(guī)程分析方法時(shí)域反射波法或幅頻域頻差法以時(shí)域分析為主（取多個(gè)桿底諧振峰時(shí)間差的平均值），輔以頻域分析波速取值有現(xiàn)場(chǎng)模型試驗(yàn)或類(lèi)似工程參考時(shí)，優(yōu)先選用同類(lèi)錨桿（類(lèi)似工程或模擬試驗(yàn)）的波速平均值波速取值在無(wú)模型試驗(yàn)值或類(lèi)似工程參考時(shí)1.當(dāng)錨桿密實(shí)度小于30%時(shí)，取桿體波速平均值；2.此外則取桿系波速的平均值。1.當(dāng)錨桿密實(shí)度小于30%時(shí)，取桿體波速；2.密實(shí)度在30-75%時(shí)，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(duì)錨桿長(zhǎng)度的測(cè)試結(jié)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(gè)規(guī)程中，均建議采用現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)的方法。需要強(qiáng)調(diào)的是，室內(nèi)錨桿模擬試驗(yàn)時(shí)，由于邊界條件的影響，測(cè)試得到的錨桿波速與實(shí)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(chǎng)模擬試驗(yàn)。4 基礎(chǔ)模型試驗(yàn)（空置錨桿）對(duì)長(zhǎng)度為0.5、1.0、2.0、3.5、和5.5m的空置錨桿（25、30）進(jìn)行了檢測(cè)：1） 激振：分別采用激振錐（導(dǎo)向器）、錘擊、激震錐激震；2） 計(jì)算波速：5.18km/s（低碳鋼的理論波速）；3） 計(jì)算模式：采用自動(dòng)解析模式?？梢钥闯觯?） 利用激振錐的測(cè)試結(jié)果的平均誤差均在0.5%以下，精度最高；2） 10的激振錘對(duì)長(zhǎng)錨桿的測(cè)試結(jié)果稍微偏短；3） 超磁激振器的激振力度（電壓）對(duì)長(zhǎng)錨桿測(cè)試結(jié)果的影響較大。激震錐測(cè)試結(jié)果曲線圖超磁激震測(cè)試結(jié)果曲線圖激震錘(10)測(cè)試結(jié)果曲線圖短錨解析波形（實(shí)際為0.5m測(cè)得結(jié)果0.497m）中長(zhǎng)錨解析波形（實(shí)際為5.5m測(cè)得結(jié)果5.574m）5 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證與應(yīng)用（錨桿，白鶴灘水電站）應(yīng)客戶(hù)要求，對(duì)金沙江白鶴灘水電站交通洞的錨桿長(zhǎng)度、灌漿密實(shí)度進(jìn)行了檢測(cè)。1） 檢測(cè)數(shù)量：7根4.5米長(zhǎng)錨桿；2） 計(jì)算波速：5.18km/s（低碳鋼的理論波速）；測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試波形（4.5m）解析波形（解析結(jié)果為4.477m）根據(jù)業(yè)監(jiān)理方的共同確認(rèn)，平均測(cè)試誤差僅為0.6%。6 公司測(cè)試設(shè)備的特點(diǎn)巖錨多功能檢測(cè)儀SRB-MATS-S1) 集成度高在本套測(cè)試設(shè)備SRB-MATS中，集成了多種測(cè)試技術(shù)，可相互補(bǔ)充、印證，而且具有豐富的圖形處理和快速成像機(jī)能；2) 測(cè)試精度、客觀性高、測(cè)試盲區(qū)少：其中，采