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專利名稱：基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及土木工程無損檢測方法，特別涉及一種基于孔底預埋反射裝置的 錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法。
背景技術(shù)：
錨索、錨桿在公路、鐵路、水電、礦山、市政等工程中大量使用，主要用于 邊坡加固和地下工程支護。
錨索、錨桿的施工質(zhì)量維系著工程的安危。錨索(桿)作為永久性工程、隱 蔽工程和預應力工程，工程的安全穩(wěn)定性在很大程度上依賴于錨索(桿)的加固 作用。錨索(桿)錨固質(zhì)量檢測和控制一直受到錨固工程界的高度關注。
現(xiàn)有的錨索及錨桿錨固質(zhì)量無損檢測中，對于錨索(一般超過20m)及長錨 桿，由于彈性波傳播的距離較長，在傳播過程中能量不斷衰減，當彈性波到達錨 索(桿)底端后，大部分繼續(xù)透射和往前傳播，少部分反射回去。因此，難以判 斷錨索(桿)的底端，也就無法準確確定錨索或錨桿的長度；同時，也無法根據(jù) 反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨索或錨桿的灌漿飽滿度?？傊瑴蚀_識 別錨固的底端，是錨固質(zhì)量檢測的前提，不然，就無法確定錨索或錨桿的長度和 灌漿飽滿度。這樣，嚴重影響了儀器處理分析數(shù)據(jù)的準確性，不能真實地反映錨 索及錨桿的錨固質(zhì)量。
針對上述不足，尋求一種錨索及錨桿錨固質(zhì)量無損檢測方法，在檢測時 能夠準確檢測出錨索及錨桿錨固的長度和灌漿飽滿度等關鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)，對控 制錨索及錨桿錨固質(zhì)量和檢測其運行狀況和安全性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法，通 過本方法，在不破壞錨固結(jié)構(gòu)的情況下，通過分析錨桿錨索底端反射回波的反射 點位置準確判斷錨桿錨索的長度，通過反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨 桿或錨索的灌漿飽滿度，從而分析得出錨桿或錨索的錨固質(zhì)量，檢測方便、結(jié)果 可靠，對控制錨索及錨桿錨固質(zhì)量、掌握其工作狀況和安全性具有重要意義。
本發(fā)明的基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法，包括以 下步驟
a. 在錨固段前端安裝有孔底反射器的錨桿或錨索外露端端頭激發(fā)產(chǎn)生沿錨
桿或錨索傳播的彈性波，所述孔底反射器設置有容納反射體的封閉夾層，接收
反射回波信號并記錄接收時間，根據(jù)L = v (tl — t0) /2將時間換算為對應的 彈性波傳播方向的深度，其中L為彈性波傳播方向的長度，v為彈性波在錨桿或 錨索中的傳播速度，tl為接收信號的時間，tO為彈性波產(chǎn)生時間；
b. 建立反射回波振幅和深度二維坐標系，利用采樣值在二維坐標系內(nèi)建立 反射回波波形曲線，波形幅值變化一個周期所對應的深度為錨桿或錨索的長度， 在振幅值形變化一個周期內(nèi)，根據(jù)反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨桿 或錨索的灌漿飽滿度。
進一步，步驟a中，彈性波信號的接收和時間的記錄是通過檢測儀實現(xiàn)的， 所述檢測儀包括探頭、數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊、處理器和輸出模塊，所述探頭設 置在錨桿或錨索外露端的斷頭，探頭設置有加速度傳感器，所述加速度傳感器 所采集的錨桿或錨索反射回波信號由數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換放大后輸入處理 器，處理器根據(jù)公式L = v (tl — t0) /2將時間轉(zhuǎn)換為其對應的彈性波傳播方 向的深度，并將反射回波振幅和深度建立二維坐標系波形圖，輸出到輸出模塊。
發(fā)明的有益效果本發(fā)明的基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量 檢測方法，利用錨桿或錨索錨固狀態(tài)下動力響應規(guī)律建立模型，檢測時，用錘 擊等方法在錨桿或錨索外露端激發(fā)彈性波，通過儀器采集反射裝置反射回來的反射回波進行處理和分析，得出錨桿或錨索的長度、灌漿飽滿度等錨固質(zhì)量數(shù) 據(jù)。由于在錨桿或錨索底端預埋了反射裝置，底端反射點變得十分明顯，不僅 能夠準確地判斷錨桿或錨索的長度，而且，大大增強了反射率和反射強度，同 時，也大大增加了采用反射、入射波能量對比關系判斷灌槳質(zhì)量的準確性和可 靠性，避免了無反射裝置時反射能量極不穩(wěn)定的情況。本發(fā)明在不破壞錨固結(jié) 構(gòu)的情況下，通過測得的反射回波分析判斷錨桿或錨索錨固質(zhì)量，檢測方便、 結(jié)果可靠，對控制錨索及錨桿錨固質(zhì)量、掌握其工作狀況和安全性具有重要意義。


下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明作進一步描述。 附圖為發(fā)明的工作原理示意圖。
具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的工作原理示意圖，如圖所示本發(fā)明的基于孔底預埋反射 裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法，包括以下步驟
a. 在錨固段前端安裝有孔底反射器7的錨桿1外露端端頭施加瞬時沖擊， 產(chǎn)生沿錨桿傳播的彈性波，所述孔底反射器設置有容納反射體的封閉夾層，接 收反射回波信號并記錄接收時間，根據(jù)L = v (tl—t0) /2將時間換算為對應 的彈性波傳播方向的深度，其中L為彈性波傳播方向的長度，v為彈性波在錨桿 l中的傳播速度，tl為接收信號的時間，tO為彈性波產(chǎn)生時間；
b. 建立反射回波振幅和深度二維坐標系，利用采樣值在二維坐標系內(nèi)建立
反射回波波形曲線，波形幅值變化一個周期所對應的深度為錨桿1的長度，在 振幅值形變化一個周期內(nèi)，根據(jù)反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨桿的 灌漿飽滿度。
由于彈性波從一種介質(zhì)傳播至另一種介質(zhì)時，根據(jù)介質(zhì)的不同會發(fā)生不同
程度的反射，彈性波沿錨桿l傳播的過程中，當傳播至錨固底端的孔底反射器7時，孔底反射器7將能量完全反射，在波形上產(chǎn)生一個幅值增大的突變點，彈 性波經(jīng)錨桿1底端反射并衰減，傳播一個來回即為一個周期，表5見在波形上為 周期性變化并逐漸衰減的波形曲線，由此可知一個周期所對應的深度為錨桿1 的長度；同時，當灌漿越不飽滿，彈性波衰減越快，反射波與入射波的比值就 越小，由此就可以分析判斷錨桿的整體灌漿飽滿度。
本實施例中，步驟a彈性波信號的接收和時間的記錄是通過檢測儀實現(xiàn)的， 所述檢測儀包括探頭3、數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊4、處理器5和輸出模塊6，所述 探頭3設置在錨桿1外露端的端頭，探頭3設置有加速度傳感器，所述加速度 傳感器所采集的錨桿1反射回波信號由數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊4轉(zhuǎn)換放大后輸入 處理器5，處理器根據(jù)公式L二v (tl — t0) /2將時間轉(zhuǎn)換為其對應的彈性波傳 播方向的深度，并將反射回波振幅和深度建立二維坐標系波形圖，輸出到輸出 模塊6，使操作者便于直接觀察到檢測結(jié)果，當然也能通過打印設備將檢測結(jié)果 以報告形式輸出，操作方便快捷。
本實施例中，步驟a對錨桿l外露端的端頭施加一個瞬間沖擊時，使用錘2 敲擊，對錨桿檢測時使用材質(zhì)硬的尖頭錘，對錨索檢測時采用材質(zhì)軟的大頭錘， 操作靈活簡單，實施成本低，當然，也可以采用其它自帶加速度傳感器的激振 力可調(diào)的激振裝置，也能達到發(fā)明目的。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法，其特征在于包括以下步驟a.在錨固段前端安裝有孔底反射器(7)的錨桿或錨索(1)外露端端頭激發(fā)產(chǎn)生沿錨桿或錨索傳播的彈性波，所述孔底反射器設置有容納反射體的封閉夾層，接收反射回波信號并記錄接收時間，根據(jù)L＝v(t1-t0)/2將時間換算為對應的彈性波傳播方向的深度，其中L為彈性波傳播方向的長度，v為彈性波在錨桿或錨索(1)中的傳播速度，t1為接收信號的時間，t0為彈性波產(chǎn)生時間；b.建立反射回波振幅和深度二維坐標系，利用采樣值在二維坐標系內(nèi)建立反射回波波形曲線，波形幅值變化一個周期所對應的深度為錨桿或錨索(1)的長度，在振幅值形變化一個周期內(nèi)，根據(jù)反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨桿或錨索的灌漿飽滿度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢 測方法，其特征在于步驟a中，彈性波信號的接收和時間的記錄是通過檢測 儀實現(xiàn)的，所述檢測儀包括探頭(3)、數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊(4)、處理器(5) 和輸出模塊(6)，所述探頭(3)設置在錨桿或錨索(1)外露端面，探頭(3) 設置有加速度傳感器，所述加速度傳感器所采集的錨桿或錨索(1)反射回波信 號由數(shù)據(jù)接收及轉(zhuǎn)換模塊(4)轉(zhuǎn)換放大后輸入處理器(5)，處理器根據(jù)公式L二 v (tl—t0) /2將時間換算為其對應的彈性波傳播方向的深度，并將反射回波振 幅和深度建立二維坐標系波形圖，輸出到輸出模塊(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于孔底預埋反射裝置的錨索及錨桿錨固質(zhì)量檢測方法，利用錨桿或錨索錨固狀態(tài)下動力響應規(guī)律建立模型，檢測時，在錨桿或錨索外露端激發(fā)彈性波，通過儀器采集反射裝置反射的回波，分析反射回波，得出錨桿或錨索的長度、灌漿飽滿度等錨固質(zhì)量數(shù)據(jù)，本發(fā)明在不破壞錨固結(jié)構(gòu)的情況下，可通過分析錨桿或錨索底端反射回波的反射點位置準確判斷錨桿錨索的長度，通過反射波幅值與入射波波幅值的比值判斷錨桿或錨索的灌漿飽滿度，從而分析得出錨桿或錨索的錨固質(zhì)量，檢測方便、結(jié)果可靠，對控制錨索及錨桿錨固質(zhì)量、掌握其工作狀況和安全性具有重要意義。
文檔編號G01N29/04GK101650341SQ20091010435
公開日2010年2月17日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者唐樹名, 徐宏武, 斌 羅, 饒梟宇 申請人:招商局重慶交通科研設計院有限公司