摘要：超声导波法是锚杆质量无损检测领域中的一个新方法，导波的特性是多模态和频散。本文介绍锚杆质量无损检测的原理、方法、实况、分析及实验结果，来说明该设备的使用价值和理论价值。
关键词：超声导波 锚杆 无损检测
锚杆锚固技术在、隧道、巷道、采矿地下加固得到了广泛的应用，作为支护系统的一个重要组成部分。在工程应用上，锚杆的锚固质量好坏直接关系着工程项目的安全。引起锚杆失效的原因有很多，如：锚固剂与杆体和围岩粘结不牢，锚杆所处的环境恶劣造成介质老化，受到机械或者外力冲击造成断裂等，锚杆一旦失效，会对岩土结构的稳定性产生巨大威胁，甚至造成灾难性的后果。
传统的锚杆锚固质量检测主要有拉拔法和取芯法。拉拔法用液压千斤顶拉拔锚杆，给出锚杆的极限载荷，通过事先测定的锚杆杆体载荷来判断锚杆的锚固质量。这种方法主要是具有破坏性，且只能抽检，工作量大，操作不方便。只能给出的是整体拉拔力，不能给出各段的锚固力。取芯法是沿描杆平行的方向将销杆、锚固介质以及部分的岩石取出来，然后用目测的方法进行评价。它也是破坏性的方法，有很多制约因素：取芯过程繁琐、取芯费用大、实际操作困难、受条件限制有些地方无法取芯。
一、锚杆无损检测原理
1.锚杆杆体长度计算的方法：
1）锚杆杆底反射信号识别可采用时域反射波法、幅频域频差法等。
2）杆底反射波与杆端入射首波波峰间的时间差即为杆底反射时差，若有多次杆底反射信号，则取各次时差的平均值。
3）时间域杆体长度应按 (1-1) 式计算：
n—参加波速平均值计算的相同材质和规格的锚杆数量（n≥3）。
2）宜在现场锚杆试验中选取不少于5根相同材质和规格的同类型锚杆的杆系波速值按(2-4)式计算平均值：
4.锚固密实度评判方法：
式中 D ——锚固密实度；
η——锚杆杆系能量反射系数；
β——杆系能量修正系数，可通过锚杆模拟试验修正或根据同类锚杆经验取值，若无锚杆模拟试验数据或同类锚杆经验值，可取β=1；
E0——锚杆入射波总能量，自入射波波动开始至入射波持续波动结束时间段内(t0)的波动总能量；
Es—锚杆波动总能量，自入射波波动开始至杆底反射波波动持续结束时刻（2L/Cm+t0）的波动总能量；
Er—（2L/Cm+t0）时间段内反射波波动总能量。
4）根据标准锚杆图谱进行评判。
5.应通过施工记录区分镶接式锚杆杆体连接处的反射信号与杆身缺陷反射信号。
6.出现下列情况之一，锚固质量判定宜结合其他检测方法进行：
1）实测信号复杂，波动衰减极其缓慢，无法对其进行准确分析与评价。
2）外露自由段过长、弯曲或杆体截面多变。
二、锚杆检测测试实况
此次锚杆无损检测工作主要针对边坡展开。现场数据采集工作克服了高边坡安全风险突出、配合工作难度大等困难，按照规范要求安全圆满完成了检测工作，完成工作量及检测成果统计见表2。
三、检测结果
本次锚杆无损检测共抽检锚杆7根，经分析、模拟计算判断，未发现长度不合格锚杆；6根锚杆满足设计及施工承包合同相关要求，1根锚杆不满足要求。
各部位检测结果分述如下： 边坡共检测锚杆7根，其中1根锚杆为Ⅳ级（锚杆饱满度＜75%），锚杆达到Ⅲ级及以上的百分率为85.7%。
论文作者:郭俊,刘海莉,李祎博
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第04期
论文发表时间:2019/7/9
标签：锚杆论文; 锚固论文; 反射论文; 导波论文; 拉拔论文; 能量论文; 质量论文; 《科学与技术》2019年第04期论文;