基于应力波反射法的地铁锚杆无损检测试验研究
2021-11-27司磊,赵硕
山东交通科技 2021年5期
司 磊,赵 硕
(1.青岛市市政公用工程建设发展中心,山东 青岛 266500;2.山东科技大学,山东 青岛 266500)
引言
锚杆锚固支护广泛应用于隧道、边坡等领域,是结构初期支护稳定性的重要保障。锚杆锚固效果的检测以破坏性拉拔试验、钻孔取芯、预埋应力计等方法为主,但会影响结构受力,应用受到一定的限制[1]。近年来,基于应力波反射原理的无损检测技术不断发展成熟,结合一维杆波传导理论开发的锚杆无损检测设备也越来越多地应用到工程建设中。采用锚杆锚固质量无损检测技术开展锚固质量普查,辅以破坏性试验进行验证,不仅可以扩大检测范围、有效管控施工质量,还可以通过分析缺陷类型指导施工工艺的优化和提升[2-8]。
锚杆锚固质量无损检测技术已发展多年,研究和工程应用多集中在煤矿巷道中,结合地铁隧道工程建设的特性,通过分析波形能量损耗、振幅特征、相位变化研究复杂围岩条件下的锚杆锚固质量识别技术,为地铁工程中锚杆锚固质量无损检测提供借鉴。
1 基本原理
锚杆锚固体由锚杆、锚固材料两部分组成,在锚固体中传播的应力波波长与锚固体半径之比≥10时,可忽略柱状体的三维效应,将其简化为一维杆模型进行分析。地铁隧道锚杆均在4 m 以上,锚固体半径在0.15~0.20 m之间,检测所用震源产生的纵波波长远大于锚杆半径,因此,可将锚杆锚固体简化为一维杆,将锚固体与围岩的接触简化为摩阻力约束,忽略系统的横向位移,并通过求解纵向波波动方程,判断锚杆系统内部的动力响应。……
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