一种检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法技术

本发明专利技术涉及一种检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法，属于无损检测领域。首先选取与埋于介质中锚杆直径、材料、形状相同的自由锚杆，对自由锚杆进行频率扫描检测，并绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线；从自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线上任选一极大值所对应的频率作为实际检测频率；采用实际检测频率对埋于介质中锚杆进行检测，将检测所得的第一次端面回波峰峰值时间乘以自由锚杆在该频率下所对应的第一次端面回波速度值，并除以２，即得到埋于介质中的锚杆的长度。本方法无需测定锚杆及周围介质力学参数，无需计算频散曲线，适用于各种工况，检测速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用超声导波无损检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法，属于无损检测领域。
技术介绍
水利水电工程、城市建设、公路铁路建设等工程中大量的采用锚杆支护技术(即将锚杆埋入岩石或土壤中以增强岩石或土壤的支护能力)。由于工作环境较恶劣，如水份、潮湿空气、雨水等液体渗入到金属锚杆，致使锚杆发生局部腐蚀而引起的应力集中，从而导致锚杆的断裂。或因土层、岩层的横向滑动，使锚杆的应力状况发生改变，从轴向拉应力变为横向剪应力，最终导致锚杆被剪断而失效。除此之外，施工过程中，个别施工方为谋取不当利益，偷工减料，往往擅自缩短锚杆长度，使其达不到设计承载强度，给岩土工程造成潜在的事故隐患。由于这几种方式存在着很强的隐蔽性，对其进行有效的检测存在很大的困难。国内外虽然已经对利用导波进行锚杆长度检测有所研究，但在每次检测之前必须分析锚杆及周围介质具体力学参数，然后根据锚杆及周围介质力学参数计算被测结构的频散曲线，由于实际工程中锚杆工作环境较为复杂，周围介质具体参数很难准确确定，并且采用此方法，每次测量之前都需花费一定时间计算结构的频散曲线，因此严重影响检测工作的速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有导波检测技术中存在的不足，提供了一种利用超声导波无损检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法，能够快速地检测埋于不同介质中锚杆的长度。本专利技术的一种利用超声导波无损检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法，其特征在于，该种方法是按以下步骤进行检测的 1)选取与被检测埋于介质中锚杆直径、材料、形状相同的自由锚杆，采用超声导波激励实验装置在自由锚杆端部激励纵向轴对称导波模态，对自由锚杆进行频率扫描检测；2)根据自由锚杆超声导波检测实验所获得的第一次端面回波，绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线；3)从自由锚杆超声导波检测实验所得的检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线中任选一极大值所对应频率作为工程中实际检测频率。4)利用超声导波激励实验装置采用步骤3)中所获得的检测频率对埋于介质中锚杆进行检测，将检测所得埋于介质中锚杆的第一次端面回波峰峰值时间乘以步骤2)中所得自由锚杆中在该频率下所对应的的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介质中的锚杆的长度。本专利技术主要具有以下优点(1)无需测定锚杆及周围介质力学参数，无需计算频散曲线，适用于各种工况；(2)检测速度快。附图说明图1检测方法流程示意2自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线图3自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线图4激励信号中心频率为2.08MHz时所接收的埋于水泥中工程锚杆端面反射波形具体实施方式以下结合本专利技术的内容提供以下实施例本实施例中埋于介质中锚杆为长度2m，直径22mm的光滑圆钢，周围介质选用水泥净浆。具体的检测方法如图1所示。1)采用超声导波激励装置对与埋于介质中锚杆的直径、材料、形状相同的自由锚杆(即直径22mm的光滑圆钢锚杆)进行频率扫描检测，并绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线，如图2、图3所示；2)在自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线上，任选一极大值所对应的频率2.08MHz作为埋于介质中锚杆导波检测频率；3)采用所选取频率2.08MHz利用超声导波激励装置对埋于介质中锚杆进行检测；4)根据埋于介质中锚杆的超声导波端面反射波形图，如图4所示，确定第一次端面回波峰峰值时间为0.714s，将其乘以步骤2)中所得自由锚杆中在该频率下所对应的的第一次端面回波速度值5690m/s，并除以2，即得到埋于介质中锚杆的长度。图4为2.08MHz频率下所接收的埋于水泥中工程锚杆端面反射波形图。第一次端面回波时间为0.714s，而实验所得自由锚杆中在该频率下所对应的的第一次端面回波速度值为5690m/s，故埋于介质中锚杆长度计算为2.031m，而埋于介质中锚杆实际长度为2m，误差仅为1.55％。权利要求1.，其特征在于，是按以下步骤实现的1)选取与被检测埋于介质中锚杆直径、材料、形状相同的自由锚杆，采用超声导波激励实验装置在自由锚杆端部激励纵向轴对称导波模态，对自由锚杆进行频率扫描检测；2)根据自由锚杆超声导波检测实验所获得的第一次端面回波，绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线；3)从自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线上任选一极大值所对应的频率作为实际检测频率；4)利用超声导波激励实验装置采用步骤3)中所获得的实际检测频率对埋于介质中锚杆进行检测，将检测所得埋于介质中锚杆的第一次端面回波峰峰值时间乘以步骤2)中所得自由锚杆中在该频率下所对应的的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介质中的锚杆的长度。全文摘要本专利技术涉及，属于无损检测领域。首先选取与埋于介质中锚杆直径、材料、形状相同的自由锚杆，对自由锚杆进行频率扫描检测，并绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线；从自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线上任选一极大值所对应的频率作为实际检测频率；采用实际检测频率对埋于介质中锚杆进行检测，将检测所得的第一次端面回波峰峰值时间乘以自由锚杆在该频率下所对应的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介质中的锚杆的长度。本方法无需测定锚杆及周围介质力学参数，无需计算频散曲线，适用于各种工况，检测速度快。文档编号G01B17/00GK101055171SQ200710099588公开日2007年10月17日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日专利技术者孙雅欣, 何存富, 吴斌, 王秀彦, 刘增华 申请人:北京工业大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测埋置于不同介质中锚杆长度的方法，其特征在于，是按以下步骤实现的：１）选取与被检测埋于介质中锚杆直径、材料、形状相同的自由锚杆，采用超声导波激励实验装置在自由锚杆端部激励纵向轴对称导波模态，对自由锚杆进行频率扫描检测； ２）根据自由锚杆超声导波检测实验所获得的第一次端面回波，绘制自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线、自由锚杆检测频率与第一次端面回波速度对应曲线；３）从自由锚杆检测频率与第一次端面回波峰峰值对应曲线上任选一极大值所对应的频率 作为实际检测频率；４）利用超声导波激励实验装置采用步骤３）中所获得的实际检测频率对埋于介质中锚杆进行检测，将检测所得埋于介质中锚杆的第一次端面回波峰峰值时间乘以步骤２）中所得自由锚杆中在该频率下所对应的的第一次端面回波速度值，并除以 ２，即得到埋于介质中的锚杆的长度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雅欣，何存富，吴斌，王秀彦，刘增华，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]