一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆、止浆塞、垫片、螺母和堵浆盖；还包括与锚杆相连的检测部件；检测部件包括信号发生器、采集示波器、探头和探针，所述信号发生器和采集示波器均与探头连接，所述锚杆作为检测部件的探针与探头连接。金属锚杆主杆设置有卡套、支杆、钻头，所述支杆穿过止浆塞、垫片和螺母，并与三者绝缘接触。非金属锚杆主杆外缠绕TDR探针丝、端部钻头，锚杆主杆为中空或实心。将锚杆作为检测部件的探针与探头连接，通过检测部件信号发生器发射脉冲，采集示波器采集信号，计算锚杆实际长度，检测锚杆的质量；本发明专利技术既可实现锚杆质量的检测，也可以用于提高锚杆的强度。

A nondestructive testing device and method for anchor rod based on TDR

The invention discloses a TDR-based bolt nondestructive testing device and method, including an anchor, which comprises a main bolt, a grouting stopper, a gasket, a nut and a grouting cap, and a detection component connected with the bolt, which comprises a signal generator, a sampling oscilloscope, a probe and a probe, and a signal generator. The probe and the acquisition oscilloscope are connected with the probe, and the probe is connected with the probe as a detection component. The main rod of the metal anchor is provided with a clamp sleeve, a support rod and a drill bit. The support rod passes through a slurry stopper, a gasket and a nut, and is insulated and contacted with the three. The main rod of the non-metallic anchor rod is wound with TDR probe wire and end bit, and the main rod of the anchor rod is hollow or solid. The bolt is connected with the probe as the detecting part, and the pulse is emitted by the signal generator of the detecting part, and the oscilloscope collects the signal, calculates the actual length of the bolt, and detects the quality of the bolt.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法
本专利技术一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法，属于锚杆无损检测

技术介绍
在各类地下工程及边坡护理中，锚杆锚固技术已成为主要的加固手段，广泛应用于城市交通、水电站、險道等工程施工中。在一定程度上来说，锚杆锚固的质量直接决定着整个工程的质量，而以前采用的拉拔检测技术因不能真实反应锚杆的质量，现已很少被采用。目前，通过无损检测检验锚杆质量的方法很多，比如超声波法、冲击应力波法等，但是这些方法都需要复杂的计算操作过程，测量结果也会受到测量者的影响，而且与锚杆的耦合性较差。具体的讲，超声波无损检测法主要存在两个问题，首先是超声波衰减严重，当锚杆长度较长时，现场获得的波形数据质量不高，经常会出现错判和漏判的现象，通常只能有效测量较短的锚杆，其次是对锚杆测量端头要求苛刻，需要在现场对锚杆端头截面进行磨平处理，才能将超声波耦合进锚杆。时域反射法（TimeDomainReflectometry，TDR）是一种远程遥感测试技术，产生于20世纪30年代，最初用于电力和电讯工业中电力线路缺陷的定位和识别。目前，通常在水分测定方法方面表现出更独特的优势，既可测量土壤表层水分，也可用于测量剖面水分。时域反射法探头末端是开路的，在信号的发射端有一个采样点，测量的是电磁波在土壤探头上双程的传播时间。TDR方法的优点是测量速度快，操作简便，精确度高，测量数据易于处理，它比其他方法更稳定、受盐分影响小、更省电、电缆长度限制少，可连续原位测定且无辐射。尽管时域反射法有如此多的有点，但仍然未被用于锚杆长度和质量检测，本专利拟专利技术一种时域反射法无损检测锚杆质量装置。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种基于TDR的锚杆无损检测装置和方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于TDR的锚杆无损检测装置，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆、止浆塞、垫片、螺母和堵浆盖；还包括：与锚杆外露端头相连的检测部件；所述检测部件包括信号发生器、采集示波器、探头和探针，所述信号发生器和采集示波器均与探头连接；所述锚杆主杆为外有螺纹的金属杆，其外箍有若干绝缘卡套，所述卡套内设置有2根以上平行于锚杆主杆的轴向的支杆，所述支杆为光圆金属实心杆，其外露端与所述探头连接；所述锚杆主杆还包括可拆卸式设置于锚杆主杆顶端的钻头，所述钻头中心轴与锚杆主杆中心轴同轴，横截面大于支杆外缘所围绕截面，所述钻头为金属，与锚杆主杆连接。所述锚杆主杆和支杆均与探头相连，作为检测部件的探针部分。所述支杆围绕锚杆主杆等间距均匀分布，所述支杆穿过止浆塞、垫片和螺母，并与三者绝缘接触。所述卡套内壁为光滑表面，并涂抹润滑剂。所述锚杆主杆为外有螺纹的非金属杆，其外均匀缠绕设置有数根TDR探针丝；所述TDR探针丝为金属丝，在靠近止浆塞部位穿入锚杆主杆内部，并通过堵浆盖穿出，与所述探头连接；所述锚杆主杆还包括可拆卸式设置于锚杆主杆顶端的钻头，所述钻头中心轴与锚杆主杆中心轴同轴，横截面大于锚杆主杆截面，所述钻头为金属材料，与所述TDR探针丝前端连接。所述锚杆主杆上预留缠绕TDR探针丝所需槽口。所述锚杆主杆为中空或实心。一种基于TDR的锚杆无损检测的方法，将锚杆作为检测部件的探针与探头连接，通过检测部件信号发生器发射脉冲，采集示波器采集信号，计算锚杆实际长度，检测锚杆的质量；较差地质条件下，先在墙壁上开挖洞口，而后注浆，锚杆主杆不安装钻头，将锚杆插入到开挖注浆的洞中，信号发生器发射脉冲，采集示波器采集信号，计算锚杆实际长度，如果发现质量较差，查明原因继续注浆，达到浆液完全包裹锚杆，并且能够渗入地层中，待浆液凝固，重新测试锚杆质量，检测最终锚杆的完成质量；在围岩上开挖洞口以后，锚杆主杆不安装钻头，将锚杆插入洞中，通过注浆机往中空的锚杆中注浆，浆液逐渐灌满洞口至溢出，将锚杆主杆或支杆浸没其中；安装止浆塞，用检测仪器测量锚杆的长度，等浆液基本凝固后安装垫片和螺母；重新测量锚杆长度，确定浆液凝固后锚杆长度；锚杆主杆安装有钻头时，锚杆通过钻机逐渐钻入地层，待达到预定位置后，连接探头和锚杆，检测锚杆长度；开始注浆至浆液溢出，安装止浆塞，连接探头和锚杆，检测锚杆实际被浆液包裹长度；待浆液基本凝固安装垫板和螺母，对锚杆施加预应力。本专利技术和现有技术相比具有以下有益效果。（1）基于TDR的锚杆无损检测方法，测量探针和被检测锚杆之间电信号传导性强，并且检测设备方便携带，操作简单，非常适用于大面积检测。（2）本专利技术可用于远距离多点自动监测，测量数据易于处理，它比其他方法更稳定、受盐分影响小、更省电、电缆长度限制少，可连续原位测定且无辐射。（3）本专利技术既可实现锚杆质量的检测，也可以用于提高锚杆的强度。附图说明图1为本专利技术TDR自钻式金属锚杆质量检测装置结构示意图；图2为本专利技术TDR自钻式非金属锚杆质量检测装置结构示意图；图3为卡套结构示意图。图中：1为信号发生器，2为采集示波器，3为探头，4为堵浆盖、5为螺母、6为垫片、7为止浆塞、8为支杆、9为锚杆主杆、10为卡套、11为钻头，12为TDR探针丝、13为，14为预留孔，15为支杆限位孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1、2所示，一种基于TDR的锚杆无损检测装置，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆9、止浆塞7、垫片6、螺母5和堵浆盖4；还包括：与锚杆外露端头相连的检测部件；所述检测部件包括信号发生器1、采集示波器2、探头3和探针，所述信号发生器1和采集示波器2均与探头3连接，所述锚杆作为检测部件的探针与探头3连接。所述锚杆主杆为外有螺纹的金属杆，其外箍有若干绝缘卡套10，所述卡套10内设置有若干根平行于锚杆主杆的轴向的支杆8，所述支杆8为光圆金属实心杆，其外露端与所述探头3连接；所述锚杆主杆9还包括可拆卸式设置于锚杆主杆9顶端的钻头11，所述钻头11中心轴与锚杆主杆9中心轴同轴，横截面大于支杆8外缘所围绕截面，所述钻头11为金属，与锚杆主杆9连接。所述支杆数量为2根及以上。所述支杆8围绕锚杆主杆9等间距均匀分布，所述支杆8穿过止浆塞7、垫片6和螺母5，并与三者绝缘接触。所述锚杆主杆9与支杆8通过卡套10固定位置且保持平行；所述卡套10上设置有若干等间距分布的支杆限位孔15，所述每根支杆8穿过数个卡套上的支杆限位孔15；所述卡套10内壁为光滑表面，并涂抹润滑剂，使得钻进过程中，只有锚杆主杆9旋转，而支杆8保持静止；卡套10既可以限制支杆8的位置，又不能限制锚杆主杆9的转动，并且限位槽的设置，使得在钻头11钻入过程中，渣土的排出不能改变卡套10所在的位置；所述支杆限位孔15数量为2个及以上。所述锚杆主杆9为外有螺纹的非金属杆，其外均匀缠绕设置有数根TDR探针丝12；所述TDR探针丝12为金属丝，所述非金属锚杆主杆9在靠近止浆塞部位设置有预留孔14，TDR探针丝12从预留孔14穿入锚杆主杆9内部，并通过堵浆盖穿出，与所述探头3连接；所述TDR探针丝12数量为两根及以上。所述非金属锚杆主杆9为玻璃纤维材料。所述锚杆主杆9还包括可拆卸式设置于锚杆主杆9顶端的钻头11，所述钻头11中心轴与锚杆主杆9中心轴同轴，横截面大于锚杆主杆9截面，所述钻头11为金属材料，与所述TDR探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TDR的锚杆无损检测装置，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆（9）、止浆塞（7）、垫片（6）、螺母（5）和堵浆盖（4），其特征在于，还包括：与锚杆外露端头相连的检测部件；所述检测部件包括信号发生器（1）、采集示波器（2）、探头（3），所述信号发生器（1）和采集示波器（2）均与探头（3）连接；所述锚杆主杆（9）为外有螺纹的金属杆，所述锚杆主杆（9）外箍有若干绝缘卡套（10）；所述卡套（10）上设置有若干等间距分布的支杆限位孔（15），所述每个支杆限位孔（15）内穿设一支杆（8），所述支杆（8）为光圆金属实心杆，平行于锚杆主杆的轴向，所述支杆（8）的外露端与所述探头（3）连接；所述锚杆主杆（9）还包括可拆卸式设置于顶端的钻头（11），所述钻头（11）中心轴与锚杆主杆（9）中心轴同轴，横截面大于支杆（8）外缘所围绕截面，所述钻头（11）为金属，与锚杆主杆（9）连接；所述锚杆主杆（9）和支杆（8）均与探头（3）相连，作为检测部件的探针部分。

【技术特征摘要】
1.一种基于TDR的锚杆无损检测装置，包括锚杆，所述锚杆包括锚杆主杆（9）、止浆塞（7）、垫片（6）、螺母（5）和堵浆盖（4），其特征在于，还包括：与锚杆外露端头相连的检测部件；所述检测部件包括信号发生器（1）、采集示波器（2）、探头（3），所述信号发生器（1）和采集示波器（2）均与探头（3）连接；所述锚杆主杆（9）为外有螺纹的金属杆，所述锚杆主杆（9）外箍有若干绝缘卡套（10）；所述卡套（10）上设置有若干等间距分布的支杆限位孔（15），所述每个支杆限位孔（15）内穿设一支杆（8），所述支杆（8）为光圆金属实心杆，平行于锚杆主杆的轴向，所述支杆（8）的外露端与所述探头（3）连接；所述锚杆主杆（9）还包括可拆卸式设置于顶端的钻头（11），所述钻头（11）中心轴与锚杆主杆（9）中心轴同轴，横截面大于支杆（8）外缘所围绕截面，所述钻头（11）为金属，与锚杆主杆（9）连接；所述锚杆主杆（9）和支杆（8）均与探头（3）相连，作为检测部件的探针部分。2.如权利要求1所述的一种基于TDR的锚杆无损检测装置，其特征在于，所述支杆（8）围绕锚杆主杆（9）等间距均匀分布，所述支杆（8）穿过止浆塞（7）、垫片（6）和螺母（5），并与三者绝缘接触。3.如权利要求1所述的一种基于TDR的锚杆无损检测装置，其特征在于，所述卡套（10）内壁为光滑表面，并涂抹润滑剂。4.如权利要求1所述的一种基于TDR的锚杆无损检测装置，其特征在于，所述锚杆主杆（9）为外有螺纹的非金属杆，其外均匀缠绕设置有数根TDR探针丝（12）；所述TDR探针丝（12）为金属丝，在靠近止浆塞部位穿入锚杆主杆（9）内部，并通过堵浆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦鹏举，郭昭胜，韩江龙，马富丽，章敏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14