锚杆锚固质量检测技术 [复制链接]

锚杆锚固质量检测技术:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　1）锚杆锚固技术:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　锚杆锚入围岩的过程是将沙浆注入锚杆孔内，当沙浆硬化后，每根锚杆周围围岩形成一体，其主要作用是与相邻岩体串联在一起，阻止了不稳定岩体的滑移，促使岩间裂隙面积压紧密，是围岩形成一个具有承受载荷能力的整体岩拱。其技术已广泛应用于矿山、铁路、公路、水利水电、地质等系统的隧道、边坡、山体加固等工程中。影响锚杆锚固因素很多，锚杆在砂浆中的长度、锚杆形状、砂浆标号、锚头型式等对锚杆的锚固力均有很大的影响。其中锚筋在砂浆中的锚固长度是影响锚固力的一个重要因素。锚固长度增大，所提供的粘结力增大，但锚固长度达到一定值时，所增加的粘结力几乎等于零。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　传统的锚杆锚固状态的检测手段，主要依靠对锚杆的抗拔力测试。这种方法虽然适用于些场合，但却存在着许多不足：:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　⑴、方法是一种破坏性检测；:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　⑵、抗拔力并不能完全反映锚杆的锚固状态。因为只要锚固的水泥砂浆长度大于螺纹钢筋的40d（d为直径）倍或高强螺纹钢筋的42 d倍或光面圆钢的30 d，即使拉拔到钢筋的颈缩也不会使锚固力丧失。另外，研究表明：钢筋沿杆长的应力分布也是不均匀的。因此，锚杆的不同部位的锚固缺陷，对锚杆的受力状态将产生不同的影响。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　⑶、锚杆的水泥砂浆对钢筋的包裹情况好坏，对锚杆的锚固质量将产生较在的影响，因为若水泥砂浆对钢筋的包裹不好，钢筋会很快腐蚀而失去锚固作用。所以，虽然有时抗拔力符合要求，却因砂浆灌注不饱满而出现崩塌事故的情况仍经常发生。此外，这种拉拔力检测方式也无法测出锚杆的实际长度。锚杆的锚固质量如何，锚杆长度是否与设计长度一致，其沙浆是否饱满？也就是说，锚杆是否起到了应有的作用？对于这些存在的质量问题，其最好的办法应是利用快速准确而无损伤地检测出质量情况，然后针对其隐患施行有目的的重点再处理，并及时而准确地对其整治质量作出有科学依据的评价。这样才能对保证工程质量而确保工程安全地运行。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　2）国内外同类检测技术:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　由于大规模的锚杆锚固岩土工程的处理技术工作在我国近几年才开始进行，其锚固质量检测验收工作遇到了难题。目前已广泛应用于矿山、铁路、公路、水利水电、地质等系统的隧道、边坡、山体加固工程中的锚杆形态各异，其施工工艺和锚杆长度相差较大，隧道、巷道锚杆一般较小较短，边坡、山体加固锚杆一般较大较长。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　在传统的锚杆锚固质量检测中，检测的是锚杆的抗拉力，所使用的仪器是锚杆拉力计或扭力矩扳手。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　国外，锚杆锚固质量无损检测的研究工作最早始于1987年，瑞典提出用超声波能量损耗的原理来检测锚杆灌注质量，并由其公司据此于1990年推出了锚杆质量检测仪。但该检测方法存在检测时要求激发条件非常苛刻、不显示原始检测数据、工作速度极慢等缺点，一般对4到5米长的土层锚杆检测效果较好；但检测结果也只能推断锚杆的相对抗拔力，不能锚杆锚固质量的完整性进行评价。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　国内，铁道部科学研究院铁建所的钟世航教授于1992年，提出用声波能量对比的方法，使用机械撞击的激发方式和水作藕合剂耦合接收传感器的手段来研究锚杆的握裹水泥沙浆灌注的饱和度与反射振幅的关系，并研制了TM－1锚杆质量检测仪样机。该套设备包括接收仪器、接收传感器、激发器和耦合装置，由示波器监视波形，显示锚杆长度、反射波幅值和推断水泥砂浆饱满度级别，激发器采用弹簧驱动，该仪器分析功能简单，用机械撞击的激发方式使激发的能量具有很大随机性，信号极为不稳定，不够稳定，一直无法完善成正式产品。淮南矿业学院的王鹤龄等人采用相似的方法也对此进行过有益的研究，其结果不仅与前者存在同样的缺陷和局限性；在煤矿工程地震仪的基础上开发了MJ－1型锚杆检测仪，对于煤矿巷道的2至4米的锚杆检测进行了一些试验性的检测工作，由于种种原因，没有进一步发展下去。:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　3）检测技术创新点:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　（1）、率先提出应用弹性波能量损耗的原理和弹性波回波法的原理相结合的方法进行锚杆锚固质量检测的理论研究，即锚杆的抗拔力及完整性的研究，建立起一套新的弹性波无损检测理论体系；:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　（2）、研制一套发射的能量保持稳定、可重复性好、方便、适用的激励震源和微型高灵敏度的检波器；:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe
　　（3）、开发一套锚杆检测仪及分析处理软件，将传统的信号处理方法（如滤波、去均值、FFT变换、功率谱分析、短时变换等）与现代先进的信号处理方法（如小波多尺度分析与奇异分析法等）相结合对采集信号进行分析处理，把信号的能量特征与相位特征相结合，从而对锚杆长度及锚固状态作出综合的准确的判断.:a·÷S4ÐñBbbs.3c3t.com±Å$ªü#Kˆe