專利名稱：一種檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用超聲導波無損檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法，屬于無損檢測領域。
背景技術：
水利水電工程、城市建設、公路鐵路建設等工程中大量的采用錨桿支護技術(即將錨桿埋入巖石或土壤中以增強巖石或土壤的支護能力)。由于工作環境較惡劣，如水份、潮濕空氣、雨水等液體滲入到金屬錨桿，致使錨桿發生局部腐蝕而引起的應力集中，從而導致錨桿的斷裂。或因土層、巖層的橫向滑動，使錨桿的應力狀況發生改變，從軸向拉應力變為橫向剪應力，最終導致錨桿被剪斷而失效。除此之外，施工過程中，個別施工方為謀取不當利益，偷工減料，往往擅自縮短錨桿長度，使其達不到設計承載強度，給巖土工程造成潛在的事故隱患。由于這幾種方式存在著很強的隱蔽性，對其進行有效的檢測存在很大的困難。
國內外雖然已經對利用導波進行錨桿長度檢測有所研究，但在每次檢測之前必須分析錨桿及周圍介質具體力學參數，然后根據錨桿及周圍介質力學參數計算被測結構的頻散曲線，由于實際工程中錨桿工作環境較為復雜，周圍介質具體參數很難準確確定，并且采用此方法，每次測量之前都需花費一定時間計算結構的頻散曲線，因此嚴重影響檢測工作的速度。

發明內容
本發明的目的在于克服現有導波檢測技術中存在的不足，提供了一種利用超聲導波無損檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法，能夠快速地檢測埋于不同介質中錨桿的長度。
本發明的一種利用超聲導波無損檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法，其特征在于，該種方法是按以下步驟進行檢測的
1)選取與被檢測埋于介質中錨桿直徑、材料、形狀相同的自由錨桿，采用超聲導波激勵實驗裝置在自由錨桿端部激勵縱向軸對稱導波模態，對自由錨桿進行頻率掃描檢測；2)根據自由錨桿超聲導波檢測實驗所獲得的第一次端面回波，繪制自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線、自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波速度對應曲線；3)從自由錨桿超聲導波檢測實驗所得的檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線中任選一極大值所對應頻率作為工程中實際檢測頻率。
4)利用超聲導波激勵實驗裝置采用步驟3)中所獲得的檢測頻率對埋于介質中錨桿進行檢測，將檢測所得埋于介質中錨桿的第一次端面回波峰峰值時間乘以步驟2)中所得自由錨桿中在該頻率下所對應的的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介質中的錨桿的長度。
本發明主要具有以下優點(1)無需測定錨桿及周圍介質力學參數，無需計算頻散曲線，適用于各種工況；(2)檢測速度快。


圖1檢測方法流程示意2自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線圖3自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波速度對應曲線圖4激勵信號中心頻率為2.08MHz時所接收的埋于水泥中工程錨桿端面反射波形具體實施方式
以下結合本發明的內容提供以下實施例本實施例中埋于介質中錨桿為長度2m，直徑22mm的光滑圓鋼，周圍介質選用水泥凈漿。具體的檢測方法如圖1所示。
1)采用超聲導波激勵裝置對與埋于介質中錨桿的直徑、材料、形狀相同的自由錨桿(即直徑22mm的光滑圓鋼錨桿)進行頻率掃描檢測，并繪制自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線、自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波速度對應曲線，如圖2、圖3所示；2)在自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線上，任選一極大值所對應的頻率2.08MHz作為埋于介質中錨桿導波檢測頻率；3)采用所選取頻率2.08MHz利用超聲導波激勵裝置對埋于介質中錨桿進行檢測；4)根據埋于介質中錨桿的超聲導波端面反射波形圖，如圖4所示，確定第一次端面回波峰峰值時間為0.714s，將其乘以步驟2)中所得自由錨桿中在該頻率下所對應的的第一次端面回波速度值5690m/s，并除以2，即得到埋于介質中錨桿的長度。
圖4為2.08MHz頻率下所接收的埋于水泥中工程錨桿端面反射波形圖。第一次端面回波時間為0.714s，而實驗所得自由錨桿中在該頻率下所對應的的第一次端面回波速度值為5690m/s，故埋于介質中錨桿長度計算為2.031m，而埋于介質中錨桿實際長度為2m，誤差僅為1.55％。
權利要求
1.一種檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法，其特征在于，是按以下步驟實現的1)選取與被檢測埋于介質中錨桿直徑、材料、形狀相同的自由錨桿，采用超聲導波激勵實驗裝置在自由錨桿端部激勵縱向軸對稱導波模態，對自由錨桿進行頻率掃描檢測；2)根據自由錨桿超聲導波檢測實驗所獲得的第一次端面回波，繪制自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線、自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波速度對應曲線；3)從自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線上任選一極大值所對應的頻率作為實際檢測頻率；4)利用超聲導波激勵實驗裝置采用步驟3)中所獲得的實際檢測頻率對埋于介質中錨桿進行檢測，將檢測所得埋于介質中錨桿的第一次端面回波峰峰值時間乘以步驟2)中所得自由錨桿中在該頻率下所對應的的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介質中的錨桿的長度。
全文摘要
本發明涉及一種檢測埋置于不同介質中錨桿長度的方法，屬于無損檢測領域。首先選取與埋于介質中錨桿直徑、材料、形狀相同的自由錨桿，對自由錨桿進行頻率掃描檢測，并繪制自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線、自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波速度對應曲線；從自由錨桿檢測頻率與第一次端面回波峰峰值對應曲線上任選一極大值所對應的頻率作為實際檢測頻率；采用實際檢測頻率對埋于介質中錨桿進行檢測，將檢測所得的第一次端面回波峰峰值時間乘以自由錨桿在該頻率下所對應的第一次端面回波速度值，并除以2，即得到埋于介質中的錨桿的長度。本方法無需測定錨桿及周圍介質力學參數，無需計算頻散曲線，適用于各種工況，檢測速度快。
文檔編號G01B17/00GK101055171SQ200710099588
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者孫雅欣, 何存富, 吳斌, 王秀彥, 劉增華 申請人:北京工業大學