[发明专利]一种锚杆锚固质量等级快速评价方法

说明书

本发明提供一种锚杆锚固质量等级快速评价方法，包括以下步骤：通过声波反射法获取反射波数据，通过对信号进行归一化，平滑，确定新零点，求取峰值和对x方向进行修正，去除最前面的低峰值，根据条件和阈值对其进行计算，从而实现了对锚杆锚固质量的定量分类。该方法整个判定过程都在时域内进行，只使用了插值、峰值判定、斜率计算等简单的运算，具有计算量小、计算效率高等特点，同时又符合规程的要求，判定结果准确、可靠，具有较好的应用效果。

技术领域

本发明属于工程测量领域，尤其涉及使用声波反射法对锚杆进行无损检测的一种锚杆锚固质量等级快速评价方法。

背景技术

锚杆支护技术广泛应用于各种支护工程，其原理是通过将锚杆锚入围岩内部，从而改变围岩本身的力学状态，可提高其环向抗压强度，并有效地控制围岩变形，锚杆的锚固密实度是评价能否达到上述工程目的的重要指标。

在工程应用中，通常采用声波反射法来实现对锚杆质量的无损检测；声波反射法采用激振声波信号，使用加速度或速度传感器，根据波动理论，得到反射的声波信号，根据国家行业标准JGJ/T182-2009《锚杆锚固质量无损检测技术规程》的规定，判定锚杆的锚固密实度及等级，共有ABCD四个等级；在实际情况中，A级和B级确定为合格，C级和D级确定为不合格。

但是JGJ/T182-2009规程仅给出了锚杆锚固密实度和等级的定性判别标准，许多地方用词较为模糊，如“杆底反射信号微弱”、“有较弱的缺陷反射波”、“清晰的杆底反射波”，在实际应用中不容易掌握相应的尺度；同时标准要求同时识别时域信号特征和幅频信号特征，这在一定程度上增加了计算量。

为了便于计算机程序对锚杆的锚固质量等级进行定量识别，本发明提供一种锚杆锚固质量等级快速评价方法，仅对针对反射的时域信号进行处理，既能满足规程要求，同时还具有计算量小、简单、高效和准确等特点，具有较好的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用声波反射法对锚杆进行无损检测的一种锚杆锚固质量等级快速评价方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种锚杆锚固质量等级快速评价方法，包括以下步骤：

步骤1，使用声波反射法获取锚杆的杆底前反射信号；

根据杆长、杆系波速及频域分辨率等因素，预先确定接收的反射信号的长度和采样率；

一般采用采样次数固定的方式对接收信号进行采样，也可采用时间间隔固定的方式进行采样；

杆底前反射信号指不超过杆底反射时程的反射信号；按规程要求，在进行锚固质量检测时，时域信号记录长度宜为杆底反射时程的1.5倍，在进行其他类型测量时记录的时程可能更长；

在本方法中超过杆底反射时程的数据需要在测量后去除；这可以根据杆长和外露杆长预先确定，从而准确得到杆底前的全部反射信号。

步骤2，对反射信号进行归一化处理，包括y方向和x方向的归一化；

y方向的归一化是振幅归一化，即将反射信号的纵坐标归一化到设定的振幅区间，避免每次测量时因激振信号强度不同造成的反射信号强度不同，从而无法进行比较的情况；

振幅归一化具体方法是，先求出反射信号在y方向绝对值最大的振幅值，然后将所有的振幅值按该振幅值与设定的振幅区间最大值的比例，等比例缩放。

x方向的归一化是时间归一化，即将反射信号的时间横坐标归一化到新的时间间隔为单位；不论是采样次数固定的方式还是时间间隔固定的方式，均需要按归一化后新的时间间隔进行重采样；为便于处理，时间归一化后按新的时间间隔单位表示x值；后续还需要对该x值进行修正；

时间归一化可采用插值算法进行。

步骤3，对信号进行平滑，确定x方向的新零点；