牛潘宇， 张昌锁， 赵金昌， 李鹏

(太原理工大学 矿业工程学院，山西，太原 030024)

超声导波无损检测技术可以在不破坏锚固结构的条件下实现锚固质量的检测，是一种方便、快捷、高效的锚固质量检测方法. 应用这种技术进行检测时，只需要在锚固好的锚杆端头激发一定频率的超声导波，然后在同一个位置用信号接收器接收锚杆底端的反射信号，通过分析这些信号就可以得到所测锚固结构的质量情况[1-2]. 但是现有研究表明，在锚固结构中传播的超声导波由于存在严重的能量泄漏而无法得到锚杆底端的反射信号[3-4]. 因此，研究锚固结构中超声导波的传播规律，获得衰减小、适用于无损检测的超声导波是一项极其重要的工作.

超声导波存在纵向模态、扭转模态和弯曲模态3种形式[5]. 应用超声导波检测管道结构的缺陷时，不同模态类型的导波对缺陷的敏感程度不同. 纵向模态对周向缺陷更敏感，对轴向缺陷识别不准确，而扭转模态可以很好地识别这两种方向的缺陷[6]. 应用超声导波检测锚杆结构的锚固质量时，通常以纵向模态为研究对象[7]，通过理论计算、数值模拟和实验测试的方式研究锚杆结构中的导波传播规律，从而获得衰减小并能用于现场检测的最优激发波[4, 8-9]，或者在纵向模态导波的基础上寻找能够激发单一模态的导波[10]. 与纵向模态相比，锚固结构中扭转模态和弯曲模态导波传播特性的研究相对较少. 由于扭转模态……