高速公路某隧道锚杆锚固质量无损检测分析.docx
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1、 高速公路某隧道锚杆锚固质量无损检测分析 张显福 梁辉摘要:在高速公路隧道施工过程中采用应力波运动学理论分析和评述了锚固体系质量检测的方法、技术与特点;并通过工程检测实例进一步说明,锚杆锚固质量无损检测技术是一种方便易行,测试精度能满足现场技术要求的方法,具有较为广阔的应用前景。关键词:锚杆;锚固;无损检测;声频应力波;质量1 引言锚杆作为支护系统的一个重要组成部分被广泛地应用于地下工程初期支护中,在高速公路隧道工程中采用较多的是全长粘结砂浆锚杆,传统的锚杆检测方法是抗拔试验,但这种方法测试结果不能完全反映锚固效果的好坏(研究表明:当注浆长度大于锚杆直径40倍时,锚固力就在于钢筋的拉拔极限;无
2、法确定长度)因此,采用声频应力波对锚杆的锚固质量进行无损检测,配合抗拔力试验,进行综合分析,能对锚杆的锚固质量作出比较全面的评价。2 检测原理检测锚杆锚固质量采用的仪器为JL-MG(C)锚杆质量检测仪,该仪器的检测原理为:在锚杆外露端激振,产生弹性应力波信号沿钢筋传播,当钢筋周围或底端介质发生变化时(砂浆不饱满或空浆),将产生反射信号;通过附在钢筋端部的传感器拾取弹性波的传播和反射信号,进行波形分析,可判断锚杆中有无空浆或密实状况;并根据反射波的位置可计算锚杆长度或空浆、不密实的位置,从而评价锚杆的密实度。应力波在锚杆中的传播规律符合以下公式V2L/t其中V应力波在锚杆中的传播速度,m/s。L
3、锚杆的长度,m。t 应力波从锚杆外端到底部,再回到外端的时间,s。在细长杆中(杆的横向尺寸远小于波长)纵波的传播速度V0可按下式进行计算:V0=根据钢材的密度7.85g/cm3,钢材弹模E2.08105MPa,应力波在自由的锚杆中传播的速度在5148m/s左右,应力波在自由的锚杆中存在明显的反射波,故采用声频应力波测出自由锚杆的长度,误差不超过1,用此方法也可对仪器进行核查。对于埋设在岩体内的锚杆,如果注浆越饱满,则杆底部反射越不明显,这时,给应力波从锚杆底部反射回来的传播时间判读增加难度,也就确定锚杆的长度变难。(但同时也说明反射波越弱,注浆越饱满。)锚杆周围充填砂浆时,会影响应力波在锚杆中
4、的传播速度,根据实际测试结果,应力波在岩体内的锚杆中传播的速度在41005000m/s之间。但是,相同的设计、施工工艺,在相同的围岩介质中,应力波的传播速度变化不大,这就要求测试时,应对不同条件的施工锚杆进行试验,测试应力波在该类型锚杆中的传播速度,以便更好地测试锚杆的长度。3 实例在对某高速公路隧道锚杆质量检测过程中,采用JL-MG(C)锚杆质量检测仪进行检测,其评价标准为:锚固质量分类 波形特征 锚固状态优 波形规则,只有较微弱的底部反射波或没有底部反射波。 密实良好 波形较规则,有底部反射波和局部有较弱的反射波。 局部欠密实一般 波形欠规则,有底部反射波或局部有较强的反射波。 局部不密实
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