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      基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法

      文檔序號(hào):8379372閱讀:196來源:國(guó)知局
      基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及地下工程領(lǐng)域支護(hù)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),具體地說是一種主要 用于檢測(cè)錨桿錨固質(zhì)量的基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的檢測(cè)方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 近年來,錨桿在地下工程支護(hù)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,對(duì)于降低支護(hù)成本和減少 事故發(fā)揮了重要作用。由于錨桿埋置于圍巖內(nèi)部,屬于隱蔽結(jié)構(gòu),其健康診斷以及支護(hù)作用 評(píng)價(jià)較為困難。為了評(píng)估錨桿的支護(hù)作用和健康狀態(tài),目前主要有聲波反射法和應(yīng)力波反 射法兩種。
      [0003] 聲波反射法根據(jù)聲波在錨桿中的傳播和反射情況,檢測(cè)錨桿長(zhǎng)度、鋼材缺陷部位 等,原理是通過已知的波速乘以回波時(shí)間來求解;應(yīng)力波反射法根據(jù)應(yīng)力波的反射規(guī)律,可 測(cè)得端錨式錨桿自由段長(zhǎng)度和錨固段長(zhǎng)度。由于聲波和應(yīng)力波主要在錨桿內(nèi)部傳播,受圍 巖和錨固劑影響有限,所以不容易測(cè)定錨桿和圍巖粘結(jié)的緊密程度。而且,上述兩種方法都 需要提供外部震源,測(cè)試過程繁瑣,外力的不均勻性還會(huì)引起一定的誤差。
      [0004] 錨固質(zhì)量檢測(cè)不僅包括上述錨桿長(zhǎng)度和本身缺陷的檢測(cè),更重要的是錨桿與圍巖 粘結(jié)的緊密程度檢測(cè)。錨桿與圍巖粘結(jié)的緊密程度包括兩項(xiàng)指標(biāo),即錨固劑的強(qiáng)度和密實(shí) 度。這兩項(xiàng)指標(biāo)可以統(tǒng)一由圍巖和錨固劑對(duì)錨桿的約束剛度來表征,而約束剛度對(duì)錨桿的 常時(shí)微動(dòng)特性有顯著影響。因此,發(fā)明人提出了基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨桿檢測(cè)理論,通過檢 測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性來評(píng)價(jià)錨桿與圍巖粘結(jié)的緊密程度。
      [0005] 目前,常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域限于地基、橋墩、隧道襯砌等混凝土結(jié)構(gòu)的健康診 斷。其原理是通過測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)的微動(dòng)數(shù)據(jù)來判斷其本身的完整性及是否存在裂紋等缺 陷。錨桿一般采用鋼材制作,與混凝土的性質(zhì)具有較大差別,錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性非常微 弱,普通傳感器無(wú)法測(cè)量。目前,基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)進(jìn)行錨桿健康狀態(tài)診斷的技術(shù)未有報(bào) 道。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法。其技 術(shù)解決方案是: 一種基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法,其特征在于包括以下步驟: ① 設(shè)置微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng);微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)包括:兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳 感器、微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器與數(shù)據(jù)分析處理器;高精度三向微動(dòng)傳感器連接微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器,微 動(dòng)信號(hào)解調(diào)器連接數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處理器能實(shí)時(shí)顯示接收數(shù)據(jù),以及通過內(nèi)置 程序?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行后期處理; ② 選擇錨固質(zhì)量完好,即錨固劑強(qiáng)度和密實(shí)度均符合要求的錨桿作為標(biāo)準(zhǔn)錨桿;將一 個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿的外露端采集錨桿的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);將另一個(gè)高 精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿附近圍巖的表面采集圍巖的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);將采集到 的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處理器通過數(shù)據(jù)處理, 得到標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差,將這 兩個(gè)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù); ③ 將上述兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器分別固定在需要檢測(cè)的錨桿外露端和其附近圍 巖的表面;將采集到的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處 理器通過數(shù)據(jù)處理得到上述相應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù); ④ 將待測(cè)錨桿的兩個(gè)數(shù)據(jù)與上述兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)錨桿 的錨固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估依據(jù)是:待測(cè)錨桿與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)越接近說明 錨固質(zhì)量越好;待測(cè)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差越小說明錨固質(zhì)量越好,如 果這個(gè)偏差接近或者小于標(biāo)準(zhǔn)錨桿的離散偏差,則認(rèn)為錨桿質(zhì)量符合要求。
      [0007] 本發(fā)明的原理是:錨桿健康診斷的一個(gè)重要方面就是錨桿與圍巖粘結(jié)的緊密程度 的判斷,而錨桿與圍巖粘結(jié)的緊密程度對(duì)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性有顯著影響。因此,提出了通 過檢測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性來評(píng)價(jià)錨桿錨固質(zhì)量的方法。該方法包括兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),即錨 桿本身的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)和錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差。顯然待測(cè)錨桿與 標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)越接近說明待測(cè)錨桿的錨固質(zhì)量越好。另外,待測(cè)錨桿與圍 巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差越小,說明兩者之間的粘結(jié)越緊密,因而錨固質(zhì)量也越好。
      [0008] 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:1)本發(fā)明利用錨桿的自振微動(dòng)信號(hào),不需要外部震源,既簡(jiǎn)化 了錨桿檢測(cè)的步驟,又避免了外力不均勻引起的誤差,抗干擾能力強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于隧道、 邊坡等領(lǐng)域錨固結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)。2)本發(fā)明通過檢測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性來評(píng)價(jià)錨桿與圍 巖粘結(jié)的緊密程度具有充分的理論基礎(chǔ)。3)新方法的應(yīng)用領(lǐng)域包括錨固結(jié)構(gòu)施工完成后的 質(zhì)量檢測(cè)及其長(zhǎng)時(shí)間工作后性能檢測(cè)。
      【附圖說明】
      [0009] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明: 附圖1為本發(fā)明所述基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法的原理示意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0010] 結(jié)合附圖1,一種基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法,包括以下步驟: ①設(shè)置微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng);微動(dòng)信號(hào)基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方 法檢測(cè)處理系統(tǒng)包括:兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器1、微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器2與數(shù)據(jù)分析處理器 3 ;高精度三向微動(dòng)傳感器1通過數(shù)據(jù)線連接微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器2,微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器2通過數(shù) 據(jù)線連接數(shù)據(jù)分析處理器3 ;數(shù)據(jù)分析處理器3能實(shí)時(shí)顯示接收數(shù)據(jù),以及通過內(nèi)置程序?qū)?收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理。
      [0011] ②選擇錨固質(zhì)量完好,即錨固劑b強(qiáng)度和密實(shí)度均符合要求的錨桿作為標(biāo)準(zhǔn)錨桿 a ;將一個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿的外露端采集錨桿的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);將 另一個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿附近圍巖的表面采集圍巖c的常時(shí)微動(dòng)數(shù) 據(jù);將采集到的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處理器通 過數(shù)據(jù)處理,得到標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離 散偏差,將這兩個(gè)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
      [0012] ③將上述兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器分別固定在需要檢測(cè)的錨桿外露端和其附 近圍巖的表面;將采集到的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分 析處理器通過數(shù)據(jù)處理得到上述相應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)。
      [0013] ④將待測(cè)錨桿的兩個(gè)數(shù)據(jù)與上述兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì) 錨桿的錨固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估依據(jù)是:待測(cè)錨桿與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)越接近 說明錨固質(zhì)量越好;待測(cè)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差越小說明錨固質(zhì)量越 好,如果這個(gè)偏差接近或者小于標(biāo)準(zhǔn)錨桿的離散偏差,則認(rèn)為錨桿質(zhì)量符合要求。
      [0014] 以上所述實(shí)施例,只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體的實(shí)施方式的一種,本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法,其特征在于包括以下步驟: ① 設(shè)置微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng);微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)包括:兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳 感器、微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器與數(shù)據(jù)分析處理器;高精度三向微動(dòng)傳感器連接微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器,微 動(dòng)信號(hào)解調(diào)器連接數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處理器能實(shí)時(shí)顯示接收數(shù)據(jù),以及通過內(nèi)置 程序?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行后期處理; ② 選擇錨固質(zhì)量完好,即錨固劑強(qiáng)度和密實(shí)度均符合要求的錨桿作為標(biāo)準(zhǔn)錨桿;將一 個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿的外露端采集錨桿的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);將另一個(gè)高 精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿附近圍巖的表面采集圍巖的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);將采集到 的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處理器通過數(shù)據(jù)處理, 得到標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差,將這 兩個(gè)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù); ③ 將上述兩個(gè)高精度三向微動(dòng)傳感器分別固定在需要檢測(cè)的錨桿外露端和其附近圍 巖的表面;將采集到的微動(dòng)數(shù)據(jù)通過微動(dòng)信號(hào)解調(diào)器傳遞給數(shù)據(jù)分析處理器;數(shù)據(jù)分析處 理器通過數(shù)據(jù)處理得到上述相應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù); I將待測(cè)錨桿的兩個(gè)數(shù)據(jù)與上述兩個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)錨桿 的錨固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估依據(jù)是:待測(cè)錨桿與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)越接近說明 錨固質(zhì)量越好;待測(cè)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差越小說明錨固質(zhì)量越好,如 果這個(gè)偏差接近或者小于標(biāo)準(zhǔn)錨桿的離散偏差,則認(rèn)為錨桿質(zhì)量符合要求。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于常時(shí)微動(dòng)技術(shù)的錨固質(zhì)量無(wú)損傷檢測(cè)方法,通過檢測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性來評(píng)價(jià)錨桿與圍巖粘結(jié)的緊密程度,其特征在于包括步驟:①設(shè)置微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng);②采集標(biāo)準(zhǔn)錨桿和附近圍巖的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù);③采集待測(cè)錨桿和附近圍巖的常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù); 根據(jù)分析結(jié)果對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估依據(jù)是:待測(cè)錨桿與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)越接近說明錨固質(zhì)量越好;待測(cè)錨桿與圍巖常時(shí)微動(dòng)特性參數(shù)的離散偏差越小說明錨固質(zhì)量越好,如果這個(gè)偏差接近或者小于標(biāo)準(zhǔn)錨桿的離散偏差,則認(rèn)為錨桿質(zhì)量符合要求。本發(fā)明利用錨桿自身的常時(shí)微動(dòng)信號(hào),不需要外部震源,可廣泛應(yīng)用于隧道、邊坡等領(lǐng)域錨固結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)。
      【IPC分類】G01N29-04
      【公開號(hào)】CN104698083
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510049590
      【發(fā)明人】吳學(xué)震, 蔣宇靜, 王剛, 李博
      【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
      【公開日】2015年6月10日
      【申請(qǐng)日】2015年2月1日
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