锚杆质量检测

1、“岩土工程测试方法”课程小作业锚杆质量检测课 程:岩土工程测试方法任课老师:周仲华年 级:2010级专 业:岩土工程姓 名:辛明静锚杆质量检测一. 概述锚杆锚固质量的两个主要指标是锚固力和锚固状态。锚固力是指锚杆锚固部分与岩体的结合力,锚固力愈大锚杆作用愈可靠,锚固效果愈好,其大小用拉拔试验测试,同一根锚杆测得的最大抗拉拔力即锚固力。锚固状态是指锚杆施工后的锚固段长度、自由段长度、密实度和施工缺陷等,其中由于材料、施工、地质条件等因素的影响,锚固结构系统在施工和使用过程中必然存在许多缺陷,对于锚杆锚固系统,主要缺陷有:1筋材本身缺陷,如材质不均匀,存在裂缝、孔洞,杆体锈蚀等;2胶结体缺陷,如砂

2、浆密实度不够,内部有孔洞、裂隙、“蜂窝”等;3胶结体与筋材、围岩的粘结不好。另外,还包括地质界面、软弱地层对锚固质量的影响。所以,锚杆的质量检测对评价锚固质量是必不可少的。传统的锚杆锚固质量的检测,主要有两种:1对锚杆荷载变化进行长期或短期观测,可采用按机械、液压、振动、电气和光弹原理制作的各种不同类型的测力计。但这些测力计一般需要预埋,受电磁场干扰大,在潮湿、温差大的条件下灵敏度大大降低更不能适应在偏载和爆破震动、坍落岩石的冲击下长期正常工作。2对锚杆进行抗拔试验,通过抗拔试验得到荷载-位移曲线来确定锚杆的抗拔承载力,并间接分析锚杆的锚固质量。这种方法的缺陷是:a.它是一种破坏性的检测方法;

3、b.抽检的样本数十分有限,难免以偏概全;c.不能对锚杆的锚固质量作充分的肯定(因当锚固的水泥砂浆长度大于钢制锚杆直径的40倍或少数石子卡死锚杆时,即使拉拔到锚杆杆体颈缩也不会使锚固力丧失,这种假象可能会使测试工作得出错误的结论;d.不能检测锚杆的实际长度。鉴于上述原因,无损探伤技术进入了锚固质量检测系统,形成了锚杆质量无损检测技术,其主要包括声波反射法和应力波反射法,同时还有在此基础上发展起来的弹性应力波法、小应变法、动测法、声频应力波法、超声导波法等。在锚杆无损检测的理论和工程应用方面有许多单位和个人做了大量的研究工作,极大的推动了我国岩土锚固工程和工程质量无损检测技术的发展,但是锚杆无损检

4、测是一项很复杂的系统工程,无论在理论上还是实践中都还存在很多的问题需要继续研究。二. 研究现状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Geodynamik公司据此于1990年推出了锚杆质量检Boltometer(见图1。此方法的原理为:当锚杆与岩石锚固质量很好时,超声波的能量基本都被散射,只有极小的反射信号甚至没有反射信号;而当锚固质量较差时,则会产生明显的反射信号。检测范围随灌浆材料不同而变化:当灌浆材料为水灰比0.5的水泥砂浆时,检测长度可达到5m;当材料为水灰比0. 28的水泥砂浆时,检测长度仅达1m;当灌浆材料为环氧树

5、脂或热塑性塑料时,检测长度也仅为1m。但该检测方法存在检测时要求激发条件非常苛刻(必须保证安放传感器的锚杆端部平整、无法检测锚杆长度等缺点。检测结果也只能推断锚杆的相对抗拔力,不能对锚杆锚固质量的完整性进行评价。此外,这种方法最大的问题就是将无反射信号作为评判锚固质量好的标准,而没有考虑握裹层与锚杆界面结合状态、锚杆终端角度等因素而引起的反射信号较小带来的影响。90年代,美国矿业管理局开发出能检测锚杆应变和延伸率的超声波仪器,但它无法评价锚杆的施工质量。I.Vrkljan等人提出利用锚杆的频率响应决定锚固质量。他们采用锤击锚杆顶部,利用加速度仪测量锚杆轴向反射信号,目的为建立锚杆主频与锚固质量

6、之间的关系。这种方法存在很大的局限性,它要求水泥砂浆必须紧靠锚杆端部,并且这种方法无法测量锚杆的长度。Queensland大学矿物研究中心宣称可以基于频率响应函数的方法测定锚杆的锚固质量和锚杆的长度,并且研制了一套检测设备(见图2。但是并没有相关文献加以详细说明。M.D.Beard等首次将超声导波引入到锚杆锚固质量检测中,他提出可以采用导波的多个轴对称模态进行组合对锚杆的锚固质量进行检测,分析了握裹层弹性模量、岩体弹性模量、界面条件等因素对导波的相速度频散曲线、衰减频散曲线和能量频散曲线的影响,并且做了室内模型试验和现场试验,从而论证了采用轴对称模态导波检测锚杆锚固质量的可行性。但他只是对此做

7、出了定性的分析,没有建立检测信号与锚固质量的相关关系。 图1 Boltom eter锚杆检测仪 图2 Queensland大学研制的锚杆检测仪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仍处于初步阶段。目前,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。如,兖矿集团东宇选矿设备公司生产的MLC型锚杆测力仪,为便携式数字测力仪器。这种新型锚杆预紧力测试仪由螺母套筒、扭力传感器、扳手、液晶显示器、电源开关、峰值保持系统、仪表本体等组成。通过动摩擦扭紧力矩来控制锚杆预紧轴向力的大小。扭紧力矩则是利用应变扭力传感器来

8、检测的。除此之外,国内的研究主要集中在利用应力体波检测锚杆锚固质量。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耦合剂耦合接收传感器的手段来研究锚杆的握裹水泥砂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研究了锚杆杆体内应力波的传播规律和不同边界条件约束下波的反射特征,利用波动方程反演锚杆边界条件的方法,得出了波动能量随有效锚固长度的增大呈指数规律衰减的特征,并且研制了由微电脑控制的防爆

9、型MJ-1型锚杆检测仪与设备。但结果不仅与TM-1锚杆质量检测仪存在同样的缺陷和局限性,而且由于种种原因,没有进一步发展下去。武汉长盛工程检测技术开发有限公司研制一套JL-MG锚杆质量检测仪(见图3,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做出判断。但必须与已知长度的参考锚杆进行对比,并且对于所用的锚杆类型和岩石条件进行对比试验,才能对试验结果做出解释。其存在着与瑞典的产品相同的缺点,即只能确定锚杆的相对锚固质量。 图3 JL-MG锚杆质量检测仪重庆大学许明等在室内模型试验的基础上探讨了锚杆的锚固及失效机理,就声波的波速和振幅特性和决定岩体稳定性的一系列因素的关系进行了分析,

10、采用神经网络与灰色系统理论来预测锚杆承载力。同时,他也指出,目前这种方法在某些方面(如难于探测波阻抗渐进的变化、锚头和锚杆尾部附近出现的缺陷以及多缺陷识别等存在一定的困难。近年来发展出了一种能够进行快速、长距离、大范围、相对低成本的无损检测方法,即超声导波检测法。超声导波技术具有突出的优点。导波由于其本身的特性(沿传播路径衰减很小,故可以沿检测方向传播非常远的距离。接收信号能够包含有关发射和接收两点间结构整体性的信息,这样就可以检测构件整个波传播截面的缺陷,同时导波具有多个不同的传播模态,这些模态对不同形式的缺陷具有不同的灵敏度。利用超声导波进行检测具有快速、可靠、经济且无损构件的优点,是无损

11、检测新兴的和前沿的一个发展方向。目前在这一方面研究较深的是北京工业大学何存富、吴斌教授。进行岩土工程中锚杆检测技术的研究,将锚固体声学特性与力学特性联系起来,不仅需要进一步完善相关土体波动力学理论,而且需要将岩土工程、波动力学以及机电测试技术等多种学科结合起来,才可使锚杆检测技术逐步进入定量化工程应用阶段。它将为边坡工程、地下工程等施工过程以及后续管理中的质量监测、稳定性评价等方面的应用提供可参考的理论依据。因而进行更为先进的岩土工程锚杆检测技术的研究不仅具有理论上的学术价值,而且具有广泛的工程适用价值。三. 拉拔试验锚杆拉拔试验属于传统的锚杆锚固质量静力法检测。进行拉拔试验时,将液压千斤顶放

12、在托板和螺母之间,拧紧螺母,施加一定的预应力,然后用手动液压泵加压,同时记录液压表和位移计上的对应读数。当压力或者位移读数达到预定值时,或者当压力计读数下降而位移计读数迅速增大时,停止加压。测试后,可整理出锚杆的荷载一位移曲线,进而分析得出锚杆的锚固质量。 根据试验目的不同可将锚杆拉拔试验分为基本试验、验收试验和蠕变试验。基本试验的目的是为了确定锚杆的极限承载力,掌握锚杆抗破坏的安全程度,以便在正式使用锚杆前调整锚杆机构参数或改进锚杆的制作工艺。验收试验旨在确定锚杆是否具备足够的承载力、自由段程度是否满足要求、锚杆蠕变在规定范围内是否稳定。对于塑性指数大于17的软土层和蠕变明显的岩体中的锚杆应

13、进行蠕变试验,以观察锚杆在一定荷载下随时间的蠕变特性。锚杆测力计是进行拉拔试验和对锚杆施加预应力的主要工具,由于锚杆的锚固力不大,一般可使用锚杆测力计对锚杆施加预应力。按实测仪器工作原理不同,可将锚杆测力计区分为机械式、液压式、电子式、光弹式和振弦式等。其中,机械式锚杆测力计由钢衬垫或钢弹簧的弹性变形来量测锚杆轴向力大小,尽管它的量测范围较小,但十分坚固耐用。液压式锚杆测力计具有体积小、重量轻、容易制造等优点,特别是压力值可由压力表直接读出,也可将油压转变为电信号输出。光弹式锚杆测力计具有精度高、使用方便、价格低廉等优点,而且不易受外部环境干扰。振弦式锚杆测力计的主要优点是测量精度高、稳定性好

14、,特别适用于地下工程的恶劣环境。目前国内常用的锚杆测力计主要有ML型锚杆拉力计、ZY型系列锚杆拉力计。(1试验设备一般可使用单千斤顶加载法或双千斤顶加载法施加荷载。单千斤顶加载法使用一个张拉千斤顶和油泵在锚杆外端施加拉力。双千斤顶加载法采用两个液压千斤顶作为支点,其上架设钢梁,锚杆通过螺帽和钢板固定在钢梁上构成加载系统施加拉力。当试验锚杆位于斜坡上或坑壁上时,加载系统下一般应搭设支架。露出钻孔外端的锚杆至少用两个百分表(左右各一个或挠度计量测在各个不同拉力下的锚杆位移量。双千斤顶加载装置的布置如图4。(2试验方法灌浆锚杆的现场试验须等砂浆达到80%以上的设计强度后才能进行。试验前应平整场地,做

15、好支座及千斤顶的安装工作并架好基准系统。试验方法一般有两种:循环加载法和分级加载法,可根据设计意图和规范的规定选择。地基规范将锚杆抗拔试验分为基本试验和验收试验,分别采用不同的试验方法;同时对岩层中的锚杆抗拔试验又专门作了规定。 a正面b侧面图4 双千斤顶加载装置的布置1任何一种新型锚杆或已有锚杆用于未曾应用过的土层时,必须进行基本试验;2基本试验锚杆不应少于3根,用作基本试验的锚杆参数、材料及施工工艺必须和工程锚杆相同;3最大试验荷载(Qmax不应超过钢丝、钢绞线、钢筋强度标准值(A·f plk的0.8倍;4锚杆基本试验加荷等级与测读锚头位移应遵守下列规定:.采用循环加荷,初始荷载

16、宜取A·f plk的0.1倍,每级加荷增量宜取A·f plk的1/101/15;.岩层、砂质土、硬粘土中锚杆加荷等级与观测时间见表1;.在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;.在每级加荷等级观测时间内,锚头位移增量不大于0.1mm时,可施加下一级荷载,否则要延长观测时间,直至锚头位移增量2.0h小于2.0mm时,再施加下一级荷载。表1 岩层、砂质土、硬粘土中锚杆基本试验加荷等级与观测时间初始荷载 - - - 10 - - -第一循环 10 - - 30 - - 10第二循环 10 20 30 40 30 20 10 加荷增量第三循环 10 30 40 50 4

17、0 30 10 (A·f plk第四循环 10 30 50 60 50 30 10第五循环 10 30 50 70 50 30 10第六循环 10 30 60 80 60 30 10 观测时间/min 5 5 5 10 5 5 55软土中锚杆基本试验加荷等级与测定锚头位移应遵守下列规定:.初始荷载宜取A·f plk的0.1倍,每级加荷增量宜取A·f plk的1/101/15。加荷等级为A·f plk 的0.5和0.7倍时,采用循环加载。循环加荷分级与观测时间同表1;.对锚杆各加荷等级的观测时间见表2;表2 淤泥及淤泥质土中锚杆基本试验各加荷等级的观测时间

18、加荷增量初始荷载 第一级 第二级 第三级 第四级 第五级 第六级 (A·f plk 10 30 40 50 60 70 80观测时间/min 15 15 15 30 120 30 120.在每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不少于3次;.荷载等级小于A·f plk的50%时每分钟加荷不宜大于20kN,荷载等级大于A·f plk的50%时每分钟加荷不宜大于10kN;.当加荷等级为A·f plk的0.6和0.8倍时,锚头位移增量在观测时间2h内小于2.0mm,才能施加下一级荷载。6锚杆破坏标准:.后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量

19、的2倍;.锚头总位移不收敛;.锚头总位移超过设计允许位移值。7试验报告应绘制锚杆荷载位移(Q-s曲线,锚杆荷载弹性位移(Q-se曲线,锚杆荷载塑性位移(Q-sp曲线;8基本试验所得的总弹性位移应超过自由段长度理论弹性伸长的80%,且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长;9锚杆的极限承载力为锚杆破坏前一级荷载的95%。(2验收试验要点:1验收试验锚杆的数量不宜少于工程锚杆总数的5%,且不得少于3根;2最大试验荷载为锚杆轴向拉力设计值的1.2倍且不应超过预应力筋A·f plk值的0.8倍;3验收试验对锚杆施加荷载与测读锚头位移应遵守以下规定:.初始荷载宜取锚杆设计轴向拉力值

20、的0.1倍;.加荷等级与各等级荷载观测时间应满足表3中的规定:表3 验收试验锚杆的加荷等级与观测时间加 荷 等 级 观测时间/minQ1=0.10Nl 5Q2=0.25Nl 5Q3=0.50Nl 5Q4=0.75Nl 10Q5=1.00Nl 10Q6=1.20Nl 15.每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次;.最大试验荷载观测15min后,卸荷至0.1Nl量测位移;然后加荷至锁定荷载锁定。4试验结果绘制成锚杆验收试验图。锚杆验收标准:.验收试验所得的总弹性位移应超过自由段长度理论弹性伸长的80%,且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长;.在最大试验荷载作用下,锚头位移

21、趋于稳定。4.地基规范对于岩土锚杆抗拔试验的规定:(1在同一场地同一岩层中的锚杆,试验数不得少于总锚杆的5%,且不应少于6根。试验结果的极差不得大于平均值的30%。如果超越过此限值时,应加大锚杆的试验数量。(2试验采用分级加载制。荷载分级不得少于8级。试验的最后加载量不应少于锚杆承载力设计值的2倍。(3每级荷载施加完毕后,应立即测读位移量,以后每间隔5min测读一次。连续4次测读出的锚杆拔升值均小于0.0lmm时,认为在该组荷载下的位移己达到稳定状态,可继续施加下一级上拔荷载。(4当出现下列情况之一时,即可终止锚杆的上拔试验:1锚杆拔升量持续增长,且在lh时间范围内未出现稳定的迹象时;2新增加

22、的上拔力无法施加,或者施加后无法使上拔力保持稳定时;3锚杆的钢筋己被拔断,或者锚杆或锚筋被拔出时。(5符合上述终止条件的前一级拔升荷载,即该锚杆的极限抗拔力试验值。计算出锚杆的极限抗拔力平均值。锚杆抗拔力标准值应根据统计分析后得出。(6试验锚杆钻孔时,应利用钻孔取出的岩芯加工成标准试件,迸行岩石的天然湿度条件下的单轴加压试验,每根试验锚杆的试样数,不得少于3个。(7试验结束后,必须对锚杆试验现场的破坏情况进行详尽的描述和拍摄照片。 5. 需要注意的问题(1应注意反力支点位置的确定。支点位置的确定是一个重要的问题,因为支点位置过小有可能影响锚杆周围的应力场,从而得出不真实的锚杆抗拔力;而支点位置

23、过大则给试验造成困难。遗憾的是规范中对此并未做出明确的规定。在现场实测工作中可以考虑以相邻锚杆间距的2倍作为反力梁两个支点的中心距离。(2在实际工程中,锚杆总是以群锚的形式工作的。只是在比较苛刻的条件下才能以单锚承载力的简单集合来衡量群锚的承载力。而在检测工作中能做到的只是对单锚承载力的评判。如何由单锚承载力换算得到实际需要的群锚承载力,或者由单锚的检测结果推论锚固工程的合格性,这已经不是单由检测工作就能确定的任务了。在这一点上,锚杆检测与桩基检测是类似的,然而问题要更突出。四、 无损检测(一、声波反射法声波反射法检测锚杆长度的理论依据是波在杆中传播的运动学特性;检测砂浆饱和度的理论依据是波在

24、杆中传播的动力学特性。具体做法是在锚杆顶端施加一瞬态激振力,由布设在锚杆顶端的一个传感器接收反射信号,通过对所接收的反射信号进行时域、频域分析,以获得锚杆的有效锚固长度、砂浆饱和度、工作荷载、极限承载能力等参数,并据此对锚杆的锚固质量进行评价。(1 杆长检测原理在由锚杆、粘结剂、围岩三者组成的锚固体系中,锚杆与粘结剂形成复合杆件。由于锚杆波阻抗与围岩的波阻抗有所差异,杆底存在波阻抗界面,杆端激发的应力波到达杆底后将产生反射,杆底反射应力波将被安装在杆端的传感器所接收,通过分析计算杆底反射波信号,可以检测锚杆的长度。同样,杆中缺陷反射波信号也如此。(2 注浆密实度检测原理若杆中存在注浆不密实段,

25、则复合杆件的截面积及波阻抗发生变化,在波阻抗差异界面将产生反射应力波,杆中反射应力波的相对能量强度与注浆密实度差异程度有关;一般密实度越差,反射波的能量越强,衰减越慢;不密实区段越多,则波阻抗界面越多,反射应力波越多。由上述分析建立锚杆端头的反射应力波能量、能流与锚杆的注浆密实度之间关系,从而分析注浆密实度。杆长检测原理和注浆密实度检测原理是应用声波反射法检验锚杆锚固质量的理论依据,基于此,可以获知锚固体系的基本情况,确定锚固质量的优劣。(1锚杆声波反射法检测理论模型为一维弹性杆件,依据一维弹性杆件应力波的传播规律,杆体与周围介质的波阻抗差异越大,与理论模型越接近。因此,锚杆杆体声波纵波速度宜

26、大于围岩和粘结物的声波纵波速度。(2锚杆杆体的直径发生变化或直径较小时,检测信号较复杂,可能会影响杆体长度与密实度检测的准确性与可靠性。因此,锚杆杆体直径宜均匀,且不小于14mm。 (3连接部位会产生反射波信号,容易与缺陷、杆底反射相混淆,因此,施工方应提供详细的锚杆连接资料。(4锚杆端头应外露,外露杆体应与内锚杆体呈直线,但外露段不宜过长,因为外露段过长,当环境存在振动或激振力过大时会导致杆端自振,产生干扰,影响有效信号的识别、判断及杆系反射波能量分析。如外露段长度有特殊要求,应进行相同类型的锚杆试验。采用多根杆体连接而成的锚杆,施工方应提供详细的锚杆连接资料。(5锚杆外露端面应平整,便于激

27、振器激振和接收传感器的安装,且保证激振信号和接收信号的质量。宜使用端发端收或端发侧收方式。接收传感器安装宜符合下列要求:接收传感器使用强磁或其它方式固定,传感器轴心与锚杆杆轴线平行。安装有托板的锚杆,接收传感器不应直接安装在托板上。激振器激振宜符合下列要求:应采用瞬态激振方式,激振器激振点与锚杆杆头应充分、紧密接触;应通过现场试验选择合适的激振方式和适度的冲击力;激振器激振时应避免触及接收传感器;实芯锚杆的激振点宜选择在杆头靠近中心位置,保持激振器的轴线与锚杆杆轴线基本重中空式锚杆的激振点宜紧贴在靠近接收传感器一侧的环状管壁上,保持激振器的轴线与杆轴线平行;激振点不宜在托板上。(6 锚杆记录编

28、号应与锚杆图纸编号一致。时域信号记录长度、采样率应根据杆长、杆系波速及频域分辨率合理设置。同一工程相同规格的锚杆,检测时宜设置相同的仪器参数。锚杆杆体波速应通过所检测工程锚杆同样材质、直径的自由杆测试取得,锚杆杆系波速应采用锚杆模拟试验结果或类似工程锚杆的波速值。上述基本规定是声波反射法获得高质量检测效果的基本保证,在进行检测工作时要按照规定执行。(1锚杆杆体长度计算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:11.( (21×=

29、t c e m L式中L 杆体长度;c 同类锚杆的波速平均值,若无锚杆模拟试验资料,其取值原则如下:当锚固密实度<30%时,取杆体波速平均值;当锚固密实度30%时,取杆系波速平均值(m/s;t 时域杆底反射波旅行时;m e4 频率域杆体长度应按(1-2 式计算:21(.2=f L c m式中f 幅频曲线上杆底相邻谐振峰间的频差。(2 杆体波速和杆系波速平均值的确定应符合下列规定:1 以现场锚杆检测同样的方法,在自由状态下检测工程所用各种材质和规格的锚杆杆体波速值,杆体波速应按(2-1式计算平均值:32(.222.(.212.(.11=f L L n C C C C bie bin i b

30、i b式中 相同材质和规格的锚杆杆体波速平均值(m/s;C b C bi 相同材质和规格的第i 根锚杆的杆体波速值(m/s,且005C C C b b biL 杆体长度(m;t e 杆底反射波旅行时(s;f 幅频曲线上杆底相邻谐振峰间的频差(Hz;n 参加波速平均值计算的相同材质和规格的锚杆数量(n3。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:62.(.252.(.242.(.11=f L L n C C C C tf e ti n i ti t式中 杆系波速的平均值(m/s;C t C ti 第i 根试验杆的杆系波速值(m/s,且005

31、0C C C t t ti ; L 杆体长度(m;t e 杆底反射波旅行时(s;f 幅频曲线上杆底相邻谐振峰间的频差(Hz;n 参加波速平均值计算的试验锚杆的锚杆数量(n5。(3缺陷判断及缺陷位置计算应符合下列要求:1时间域缺陷反射波信号到达时间应小于杆底反射时间;若缺陷反射波信号的相位与杆端入射波信号反相,二次反射信号的相位与入射波信号同相,依次交替出现;则缺陷界面的波阻抗差值为正,若各次缺陷反射波信号均与杆端入射波同相。则缺陷界面的波阻抗差值为负。2频率域缺陷频差值应大于杆底频差值。3锚杆缺陷反射信号识别可采用时域反射波法、幅频域频差法等。4缺陷反射波信号与杆端入射首波信号的时间差即为缺陷

32、反射时差,若同一缺陷有多次反射信号,则取各次缺陷反射时差的平均值。 5缺陷位置应按(3-1式计算:23.(.2113.( (21=f C C t x m m x x x式中x 锚杆杆端至缺陷界面的距离(m;t x 缺陷反射波旅行时间(s;f x 频率曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差(Hz。(4 锚固密实度评判:10 级岩土工程 辛明静 1） 锚杆密实度宜根据表 4 进行综合评判。 表 4 锚固密实度评判标准质量等级 质量 波形特征 等级 A 波形规则， 呈指 数快速衰减， 持 续时间短 2L/Cm 时刻前无缺 陷反射波，杆底反 射波信号微弱或没 有 B 波形较规则， 呈 较快速衰减， 持 续时间较

33、短 2L/Cm 时刻前有较 弱的缺陷反射波， 或可见清晰的杆底 反射波 C 波形欠规则， 呈 逐步衰减或间 2L/Cm 时刻前可见 明显的缺陷反射波 呈单峰形态，或可见 微弱的杆底谐振峰， 其相邻频差 f c m 2 L 时域信号特征 幅频信号特征 密实度 D 90% 呈单峰或不对称的双 峰形态，或可见较弱 的谐振峰，其相邻频 差 f 90%80% cm 2L 呈不对称多峰形态， 可见谐振峰， 其相邻 频差 f 80%75% 歇减趋势形态， 或清晰的杆底反射 持续时间较长 波，但无杆底多次 反射波 D 波形不规则， 呈 慢速衰减或间 歇增强后衰减 形态， 持续时间 长 2L/Cm 时刻前可见

34、明显的缺陷反射波 及多次反射波，或 清晰的、多次杆底 反射波信号 cm 2L 呈多峰形态，杆底谐 振峰明显、连续， 或 相邻频差 f > c m 2 L 75% 2）锚固密实度可根据(4-1公式按长度比例估算。（注：所有锚杆均可用长度比例 计算） 16 10 级岩土工程 辛明静 D = 100 0 0 × ( Lr L x Lr .(4 1 式中 D锚固密实度； Lr 锚杆入岩深度； L X 锚固不密实段长度。 3）除孔口段缺浆而深部密实外，锚固密实度可依据反射波能量法估算，根据(4-2 公式估算锚固密实度。 D = (1 × 100 0 0 . . .( 4 2 .

35、 . .( 4 4 = E r E s . . . . .( 4 3 0 E r = (E E 0 . 式中 D 锚固密实度； 锚杆杆系能量反射系数； 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=1； E 0 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的波 动总能量； E S 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 (2 L cm + t 0的波动总能量； E r (2 L cm + t 时间段内反射波波动总能量。 4.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。 (二应力反射波法 1. 理论基础 17 10 级岩土工程 辛明静 应力波反射法锚杆检测技术源自于建筑桩基低应变检测法， 其基本原理是一维波 动理论，将锚杆及