錨桿錨固質(zhì)量檢測(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度和錨固段長度。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)在于提供一種錨桿錨固質(zhì)量檢測(cè)方法。其技術(shù)解決方案是： 一種錨桿錨固質(zhì)量檢測(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)；所述的微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)包括：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)量完好的錨桿，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)錨桿的外露端采集其常時(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)銷桿的常時(shí)微動(dòng)頻率； ③ 將高精度三向微動(dòng)傳感器固定在待檢測(cè)錨桿外露端采集其常時(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， 得到待檢測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率；本步驟應(yīng)保證待檢測(cè)錨桿的外露端長度與標(biāo)準(zhǔn)錨桿相 同； ④ 將待測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率進(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：如果待測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率大于或接近 標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率說明錨固質(zhì)量合格。
[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。如果錨桿與圍巖緊密結(jié)合，則圍巖對(duì)錨桿的約束剛度較大，進(jìn)而錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻 率也較大。根據(jù)這個(gè)原理，將錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，如果待測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng) 頻率大于或接近標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率說明錨固質(zhì)量合格。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：1)本發(fā)明通過高精度三向微動(dòng)傳感器采集錨桿的常時(shí)微動(dòng)數(shù) 據(jù)，不需要外部震源，既簡化了錨桿檢測(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依據(jù)；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)明所述錨桿錨固質(zhì)量檢測(cè)方法的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 結(jié)合附圖1，一種錨桿錨固質(zhì)量檢測(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)；所述的微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)包括：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)量完好的錨桿a，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，將高精度三向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錨桿的外露端采集其常時(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)頻率； ③ 將高精度三向微動(dòng)傳感器固定在待檢測(cè)錨桿外露端采集其常時(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， 得到待檢測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率；本步驟應(yīng)保證待檢測(cè)錨桿的外露端長度與標(biāo)準(zhǔn)錨桿相 同； ④ 將待測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率與標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率進(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：如果待測(cè)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率大于或接近 標(biāo)準(zhǔn)錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率說明錨固質(zhì)量合格。原理是：如果錨桿a與圍巖c緊密結(jié)合，則圍 巖對(duì)錨桿的約束剛度較大，進(jìn)而錨桿的常時(shí)微動(dòng)頻率也較大。
[0011] 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. 一種錯(cuò)桿錯(cuò)固質(zhì)量檢測(cè)方法，其特征在于包括w下步驟： ① 設(shè)置微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)；所述的微動(dòng)信號(hào)檢測(cè)處理系統(tǒng)包括；高精度=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=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)，W及通過內(nèi) 置程序?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進(jìn)行后期處理； ② 選擇錯(cuò)固質(zhì)量完好的錯(cuò)桿，即錯(cuò)固劑強(qiáng)度和密實(shí)度均符合要求的錯(cuò)桿作為標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò) 桿，將高精度=向微動(dòng)傳感器固定在標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)桿的外露端采集其常時(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)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率； ⑨將高精度=向微動(dòng)傳感器固定在待檢測(cè)錯(cuò)桿外露端采集其常時(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， 得到待檢測(cè)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率；本步驟應(yīng)保證待檢測(cè)錯(cuò)桿的外露端長度與標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)桿相 同； 至將待測(cè)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率與標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率進(jìn)行對(duì)比分析，并根據(jù)分析 結(jié)果對(duì)錯(cuò)桿的錯(cuò)固質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估依據(jù)是；如果待測(cè)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率大于或接近 標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)桿的常時(shí)微動(dòng)頻率說明錯(cuò)固質(zhì)量合格。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種錨桿錨固質(zhì)量無損傷檢測(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】G01N3-00
【公開號(hào)】CN104792606
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510049586
【發(fā)明人】吳學(xué)震, 蔣宇靜, 王剛, 喬衛(wèi)國, 賈強(qiáng)
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年2月1日