[发明专利]一种基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法

权利要求书

1.一种基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，该过程为，根据一维杆波动理论，在锚杆外露端头置一个自激式加速度传感器，利用KMJ-1型矿用锚杆锚固质量检测仪，测得锚杆-围岩相互作用体系在激发荷载作用下的加速度响应，通过波形识别和参数分析，判断锚固端与围岩之间的支撑联接情况，计算其加速度响应的盒维，并依据相应工作环境及围岩条件下盒维数与工作荷载的关系曲线，确定锚杆的工作荷载。

2.根据权利要求1所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于其检测方法上述具体过程为：

步骤1，制作实验试件；

步骤2，进行试验操作，施加瞬态冲击；利用矿用拉拔实验机进行拉拔，当锚杆端头受到激发器施加的瞬态冲击作用后，锚杆端头质点产生振动，并以应力波的形式向锚杆底部传播，当波传播到变阻抗界面时发生反射和透射；

步骤3，测定设定载荷下的加速度响应曲线：利用矿用拉拔实验机，设定间隔级别逐级加载，当加载到某一荷载时，保持该荷载持续约30s，测定在该荷载下的加速度响应曲线，利用KMJ-1型矿用锚杆锚固质量检测仪进行波形识别与盒维数计算；

步骤4，根据逐级加载所测得的加速度响应曲线，获取盒维数与工作荷载的关系曲线。

3.根据权利要求2所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，在上述步骤1中，在外径为100mm、壁厚3mm、长40cm的钢管内浇注与实测现场特性相近的混凝土，中间预留直径为40mm圆孔，混凝土的配比及水灰比依据现场围岩性质通过相似模拟试验确定；

待试件达到标准龄期强度后，分别用水泥砂浆或矿用树脂锚固剂，在中间预留孔中安装测试现场所用的锚杆。

4.根据权利要求3所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，所述锚杆为测试现场所用工程锚杆。

5.根据权利要求2所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，在上述步骤2中，在锚固段的上界面，可近似地认为锚杆轴向广义波阻抗增大；在锚固段的下界面，可以近似认为波阻抗减小；当波传播到锚固段的上界面时发生反射，波阻抗增大，反射系数R＞0，反射波与入射波同相，反射波到达锚杆外露端头时又要发生全反射，故所述锚杆端头传感器记录的波与初始波反相。

6.根据权利要求2所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，在上述步骤4中，将采集的曲线导入锚杆无损检测专用软件进行计算分析，得出了盒维数与工作荷载的关系，利用通用绘图软件得出相应的响应曲线。

7.根据权利要求6所述的基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测方法，其特征在于，利用KMJ-1型矿用锚杆锚固质量检测仪在现场实测锚杆的加速度响应，通过上述工作分析确定：锚固锚杆的实时工作荷载。

8.根据权利要求6或7所述的检测方法可用KMJ-1型矿用锚杆锚固质量检测仪在测试现场实时完成。