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　　錨桿技術是在水利、鐵路、公路等工程建設中邊坡支護的重要手段。但錨桿施工質量常受地質條件、施工工藝及施工管理等因素的影響，使錨桿施工經常存在質量缺陷，使之產生安全隱患。對錨桿進行檢測并及時發(fā)現錨桿施工過程中存在的質量缺陷，以排除安全隱患，是控制錨桿施工質量的有效方法。近年來使用最多的檢測方法是應力波反射法。

 

 

　　錨桿質量檢測通常采用應力波反射法，其基本原理是一維波動理論。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(Y)和時間(t)兩個變量的函數，可用一個二階偏微分方程(波動方程)來描述：

 

　　(1)

 

　　式中，U為質點振動的位移函數；C為錨桿的縱波速度。

 

　　應力波沿錨桿傳播，遇到波阻抗截面變化時將產生透射和反射，由一維彈性桿件的波動理論可推導出反射系數Kr和透射系數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，當彈性波由波阻抗較大的物質進入到波阻抗較小的物質(空漿、不密實帶)時，在其分界面會發(fā)生反射，其反射波和入射波相位相同，反之，當彈性波由波阻抗較小的物質進入到波阻抗較大的物質時，在其分界面也會發(fā)生反射，其反射波和入射波相位相反。

 

　　當在錨桿的頂部激發(fā)一個沿錨桿傳播的應力波，在通過安裝在錨桿頂部的傳感器，可采集到來自錨桿不同部位的反射信號。通過分析和讀取反射信號的雙程時間，即可求出錨桿長度和缺陷位置。

 

　　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度有關。通過不同的激振和接收方式，得到相應的波形；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，所測得的波形越規(guī)則、反射雜波越少、頻率較高且集中，相應的振幅就越小、衰減也越快；反之，錨桿的注漿飽滿度差，所測得的波形就比較復雜，反射雜波較多、頻率較低且分散，相應的振幅大衰減慢。據此可推定錨桿是否存在注漿欠飽滿、不飽滿或空漿等情況，并按其反射的走時計算出缺陷的位置和缺陷的長度，從而計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根錨桿進行了檢測，其中387根錨固質量為合格，合格率為95.3%。

 

　　該工程大壩左邊坡008號錨桿實測波形曲線，設計長度4.0m，實測長度3.907m，自由端度0.11m，砂漿飽滿度90.0%，錨固質量為優(yōu)。

 

　　該工程大壩右邊坡序號為322號錨桿實測波形曲線，設計長度3.6m，實測長度3.508m，自由端度0.102m，砂漿飽滿度85.0%，錨固質量為良。

 

　　該工程發(fā)電洞頂拱110號錨桿實測波形曲線，設計長度3.6m，實測長度3.577m，自由端度0.108m，砂漿飽滿度80.0%，錨固質量為合格。

 

　　該工程發(fā)電洞頂拱114號錨桿實測波形曲線，設計長度3.6m，實測長度3.459m，自由端長0.265m，缺陷范圍1.480～1.931m為空漿，砂漿飽滿度60.0%，錨固質量為不合格。

 

　　對該工程錨桿實測波形曲線的波形特征、頻譜特征、衰減度特征等進行分析，大部分實測波形曲線與波形曲線類似，錨固質量為良或合格錨桿。

 

 

　　通過對某水利工程錨桿施工的現場檢測，絕大部分檢測結果與實際情況相符，能客觀反映施工質量情況。目前采用應力波反射法對錨桿進行質量檢測已成為控制錨桿施工質量不可缺少的重要方法，是錨桿施工質量評價和驗收的標準之一。