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　　錨桿技術(shù)是在水利、鐵路、公路等工程建設(shè)中邊坡支護(hù)的重要手段。但錨桿施工質(zhì)量常受地質(zhì)條件、施工工藝及施工管理等因素的影響，使錨桿施工經(jīng)常存在質(zhì)量缺陷，使之產(chǎn)生安全隱患。對(duì)錨桿進(jìn)行檢測(cè)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)錨桿施工過(guò)程中存在的質(zhì)量缺陷，以排除安全隱患，是控制錨桿施工質(zhì)量的有效方法。近年來(lái)使用最多的檢測(cè)方法是應(yīng)力波反射法。

 

 

　　錨桿質(zhì)量檢測(cè)通常采用應(yīng)力波反射法，其基本原理是一維波動(dòng)理論。把錨桿和砼砂漿所組成的錨固體近似看成嵌入巖石中和一維彈性桿件，其軸向位移是縱向坐標(biāo)(Y)和時(shí)間(t)兩個(gè)變量的函數(shù)，可用一個(gè)二階偏微分方程(波動(dòng)方程)來(lái)描述：

 

　　(1)

 

　　式中，U為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移函數(shù)；C為錨桿的縱波速度。

 

　　應(yīng)力波沿錨桿傳播，遇到波阻抗截面變化時(shí)將產(chǎn)生透射和反射，由一維彈性桿件的波動(dòng)理論可推導(dǎo)出反射系數(shù)Kr和透射系數(shù)Kt：

 

　　Kr=(Z1-Z2)/(Z1+Z2) (2)

 

　　Kt=Z1Z2/(Z1+Z2) (3)

 

　　式中，Z1、Z2為桿件截面上、下的廣義波阻抗。

 

　　由式(2)可知，當(dāng)彈性波由波阻抗較大的物質(zhì)進(jìn)入到波阻抗較小的物質(zhì)(空漿、不密實(shí)帶)時(shí)，在其分界面會(huì)發(fā)生反射，其反射波和入射波相位相同，反之，當(dāng)彈性波由波阻抗較小的物質(zhì)進(jìn)入到波阻抗較大的物質(zhì)時(shí)，在其分界面也會(huì)發(fā)生反射，其反射波和入射波相位相反。

 

　　當(dāng)在錨桿的頂部激發(fā)一個(gè)沿錨桿傳播的應(yīng)力波，在通過(guò)安裝在錨桿頂部的傳感器，可采集到來(lái)自錨桿不同部位的反射信號(hào)。通過(guò)分析和讀取反射信號(hào)的雙程時(shí)間，即可求出錨桿長(zhǎng)度和缺陷位置。

 

　　錨桿的注漿飽滿度跟錨桿與砂漿、砂漿與圍巖的接觸以及砂漿的膠結(jié)度有關(guān)。通過(guò)不同的激振和接收方式，得到相應(yīng)的波形；分析波形特征、頻譜特征、衰減度特征等，就可定性了解錨桿的注漿飽滿度。一般情況下，錨桿的注漿飽滿度越好，所測(cè)得的波形越規(guī)則、反射雜波越少、頻率較高且集中，相應(yīng)的振幅就越小、衰減也越快；反之，錨桿的注漿飽滿度差，所測(cè)得的波形就比較復(fù)雜，反射雜波較多、頻率較低且分散，相應(yīng)的振幅大衰減慢。據(jù)此可推定錨桿是否存在注漿欠飽滿、不飽滿或空漿等情況，并按其反射的走時(shí)計(jì)算出缺陷的位置和缺陷的長(zhǎng)度，從而計(jì)算出錨桿的注漿飽滿度。

 

 

　　新疆某水利樞紐工程是以發(fā)電為主，兼顧下游防洪的大型水利工程。物探對(duì)該工程的大壩左右岸、大壩趾板、發(fā)電洞、廠房、溢洪洞等邊坡及發(fā)電洞頂拱的406根錨桿進(jìn)行了檢測(cè)，其中387根錨固質(zhì)量為合格，合格率為95.3%。

 

　　該工程大壩左邊坡008號(hào)錨桿實(shí)測(cè)波形曲線，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度4.0m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度3.907m，自由端度0.11m，砂漿飽滿度90.0%，錨固質(zhì)量為優(yōu)。

 

　　該工程大壩右邊坡序號(hào)為322號(hào)錨桿實(shí)測(cè)波形曲線，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3.6m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度3.508m，自由端度0.102m，砂漿飽滿度85.0%，錨固質(zhì)量為良。

 

　　該工程發(fā)電洞頂拱110號(hào)錨桿實(shí)測(cè)波形曲線，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3.6m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度3.577m，自由端度0.108m，砂漿飽滿度80.0%，錨固質(zhì)量為合格。

 

　　該工程發(fā)電洞頂拱114號(hào)錨桿實(shí)測(cè)波形曲線，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度3.6m，實(shí)測(cè)長(zhǎng)度3.459m，自由端長(zhǎng)0.265m，缺陷范圍1.480～1.931m為空漿，砂漿飽滿度60.0%，錨固質(zhì)量為不合格。

 

　　對(duì)該工程錨桿實(shí)測(cè)波形曲線的波形特征、頻譜特征、衰減度特征等進(jìn)行分析，大部分實(shí)測(cè)波形曲線與波形曲線類似，錨固質(zhì)量為良或合格錨桿。

 

 

　　通過(guò)對(duì)某水利工程錨桿施工的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，絕大部分檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相符，能客觀反映施工質(zhì)量情況。目前采用應(yīng)力波反射法對(duì)錨桿進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)已成為控制錨桿施工質(zhì)量不可缺少的重要方法，是錨桿施工質(zhì)量評(píng)價(jià)和驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)之一。