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摘要：锚杆支护技术逐渐成为岩土工程施工中主要措施之一，根据一维弹性波理论分析，锚杆无损检测技术补充了锚杆锚固质量检测技术，简单操作，结果科学合理。这篇文章根据实际应用效果，研究在高速公路中对锚杆锚固质量无损检测技术推广运用的重要作用，适合广泛应用。
关键词：高速公路；锚杆锚固质量；无损检测
引言
在隧道开挖支护工程建设中，锚杆支护是较为普遍的一种支护技术。锚杆运用早岩土体内与岩土形成一个新复合体，进一步强化岩土体自身的承载性，所以锚杆施工水平对高速公路施工安全发挥着积极作用。锚杆检测，以往运用的措施是“拉拔法”，然而拉拔本身就是破坏性操作，且流程复杂，对施工拱顶的锚杆拉拔无法进行。而利用一维弹性波进行的锚杆无损检测，便于操作，高速公路各个区域部位都能进行检测，且利于施工，与施工进度互不影响。
1检测基本原理
1.1 锚杆无损检测研究发展
以往的施工工程中的拉拔检测，检测出的抗拔力仅仅是锚杆的全部的抗拔性能，无法准确测量出锚杆每个阶段部位能承受的拔力作用。并且，以往的锚杆锚固的测试都是运用的拉拔技术采取基础测量、蠕动检测、验收检测等，这些测试只是便于了解锚杆最大程度的承载性能、变形特性、设计实用性和锚杆的安全施工性能。
对于锚杆无损检测早在1980年就开始进入人们的视野了，相关部门开始投入研究，瑞典的专业科研人员逐渐展开对锚杆锚固质量无损检测设备Barometer的发明了。设备理念就是，通过锚杆露在外部的端头发出一次超声波，并且在此端头通过一个传感器感应到从锚杆另一端发出的超声波，而注浆密实度则是利用从锚杆底部端头反射回波的幅值评价。与此同时，我国铁道科学院还在借鉴瑞典Barometer设备的前提下，利用能量足够稳定的激振，进而推出了M-7锚杆检测设备。直到2009年，颁布了两项锚杆无损检测技术规则，象征着锚杆无损检测技术发展趋于成熟。
2锚杆无损检测技术的应用
锚杆测试技术是当前高速公路工程中无法替代的检测技术，标准要求也很严格。既要测试精准，还要能够及时测试出问题原因。所以，要想准确无误的掌握并利用锚杆测试技术，就一定要全面的认识这项技术。
2.1锚杆测试技术的理念
锚杆的质量测试是由应力波反射测试法来完成的，关键的原理就是一维波动，把锚杆和混凝土砂浆结合而成的锚固大致作为嵌入岩石内部的一维组织的弹性杆件，轴向位移就是锚杆的纵坐标和时间这两个变函数，能够用二阶方程来概括，即U/T^2=C^2U/Y^2，公式中U是质点振动的位移函数；C是锚杆的纵波速度；T是时间；Y是位移的纵向坐标。
应力波由锚杆依次传递，当碰到波阻面产生异常时会引发一系列的透射和反射情况，再由一维弹性杆的波动原理再进一步分析出透射系数Kr和反射系数Kt。
在弹性波被波阻抗较大的物质转换成较小的物质时，锚杆分界位置会出现反射情况，这里的反射波和入射波的相位是一致的。
否则，在弹性波被波阻抗较小的物质转换成较大的物质时，在分界面出现的的反射波和入射波的相位是相反的。公式则是：Kr=（Z1-Z2）/（Z1+Z2），这里的Z1、Z2就是锚杆截面的上下波阻力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆质量检测如下图：
并且，锚杆在工程建设期间注浆饱满指数跟锚杆与岩浆、岩浆与围岩、岩浆自身的粘结指数有较密切的联系。由于各种波振测试和振波的接收形式，能够知道符合的波形研究以及波形状态、频率特性、衰减度性状等，因此就能够由这研究数据采取详尽的分析锚杆内部的注浆饱满指数。
在通常状态下，锚杆注浆饱满度情况越好，在测试期间得出的波形就越有规律，反射杂波小、测试较为频繁，统一的相对的振幅就越小，衰减速度也迅速。
否则，要是锚杆里注浆饱满情况差，在测试期间波形就很杂乱，反射杂波大，得出的频率低，统一的相对振幅就越大，并且衰减速度缓慢。
由上能分析出锚杆是否符合注浆饱满的情况，或是存在空浆情况，要可以依据它测试的反射走时进行测试，研究出缺陷的明确部位和总阶段，并研究出锚杆的注浆饱满程度。
2.2锚杆测试技术的应用
在锚杆测试技术的实际应用中，我们来具体的对水布垭水电站地下洞室和建筑工程边坡维护中的锚杆测试采取试验分析。
在这个建筑项目中，普遍运用了锚杆支护措施来对岩石的开采实施平稳的保护方案，岩浆锚杆质量性能在极大程度上对地下洞及周边区域工程的安全施工产生着影响。
对这项工程而言，由于地势的限制，要是运用以往的拉拔式测试手段，只保证了测试速率，某些区域却测试不到位。所以，采用了新型无损测试技术来实现这项工程的测试工作。
在实施测试技术具体的应用之前，要准确测试砂浆锚杆。在工程岩石体，由模拟锚杆技术，完成好各种质量程度的标准锚杆模型，再经过一系列的测试分析后，研究出最符合要求的无损测试技术体系，并对这项技术实施安全评估，保证工程项目的安全施工。
在测试期间，要对锚杆测试标准波速和振幅。一般是依照锚杆反射波的波形状态来明确锚杆注浆的质量性能，明确锚杆的弹性应力波在各种介质中纵波行走的速度。
3工程锚杆锚固质量无损检测技术的应用分析
3.1 自由锚杆分析
自由锚杆往往是位于空气中的锚杆，因弹性波振动，能量不会向空气投射，所以弹性波在锚杆顶端和底端部位循环反射，能量消耗较慢，底端反射波与入射波一致，波形大同小异。
3.2 锚固质量好的锚杆
锚杆在施工后，锚固性能好，往往体现在杆体与浆液胶结较均匀和谐，无空浆情况，注浆密度在90%以上。实测波形情况则是入射波能量较快消耗，幅度逐渐变大，然而杆底部位则是反射微弱或无反射现象，波形则是逐渐趋于回归基线，频谱集中，呈单峰分布。
3.3 锚固欠密实的锚杆
锚杆在进行施工后，因浆液不合格导致锚固强度弱，然而并没有空浆情况，注浆密实度，通常控制在75%~90%范围内。实测波形情况则是入射波能量较快消耗，通常有显著的底端反射，杆底反射与入射波相似且幅值较大。
3.4 存在空浆缺陷的锚杆
在锚固施工期间，因注浆阶段有漏浆、空浆现象，就导致锚杆的锚固局部失衡或空缺情况。在空缺区域截面范围小，使得波阻抗减弱，入射波在此界面引起反射波，在时间信号上显示为相位改变，波幅叠加，而空缺的损伤性会受到反射波的影响。
4 锚杆无损检测中注意事项
①在进行锚杆测试前要全面深入的收集信息资料，掌握隧道地质分布状态、锚杆种类、施工技术等；②测试前先了解自由状态下的锚杆情况，明确应力波在这种材质锚杆的传播速率；③锚杆外露长度要适当，锚杆头要足够平整、干净，传感器与锚杆头要紧密衔接，垂直于锚杆头；④ 检测期间要中断施工操作，防止噪音振动等因素形成干扰；要确保收集波形光滑平整，减少毛刺，防止高频振荡情况、协调一致；⑤对实测信号展开研究时，要全面了解锚固密度情况对波速造成的影响，并根据声时、幅值、波形衰减的状态情况、频谱等全面考虑，确保解译结果足够科学规范。
5 结束语
在高速公路的全面发展下，隧道锚杆无损检测技术弥补了以往锚杆检测技术的单一缺陷。通过面的形式测试隧道成环状的锚杆锚固质量，能够与锚杆拉拔试验协调配合，以无损检测为面、拉拔试验为点，为支护整体施工过程提供相应的保障，适合大力推行使用。
参考文献
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论文作者:邓俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/19
标签：锚杆论文; 锚固论文; 测试论文; 反射论文; 波形论文; 拉拔论文; 情况论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;