[发明专利]一种利用低频导波对锚杆工作载荷进行无损检测的方法

摘要

本发明涉及一种利用低频导波对锚杆的工作载荷进行无损检测的方法，可以现场检测锚固锚杆的工作载荷的变化，属于无损检测领域。该方法首先确定导波在自由锚杆中的传播速度和端锚锚杆自由段的长度，然后确定导波在预紧力作用端锚锚杆自由段中的传播速度，最后建立工作载荷与导波在端锚锚杆自由段传播时间的关系曲线，在此基础上，通过检测导波在端锚锚杆锚固段上界面的反射回波及在自由段的传播时间，即能确定工作载荷的大小。该方法可以对锚固锚杆的工作载荷进行检测，可信度增高，而且方法简单，操作性强，易于实时监控。

主权项

一种利用低频导波对锚杆工作载荷进行无损检测的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、使用低频导波信号，对待检测的锚固锚杆进行检测，确定出能清晰地接收到端锚锚杆锚固段上界面反射回波时的激发导波频率f；低频导波信号的频率范围为大于0kHz，且小于等于300kHz；步骤二、使用经步骤一确定出的频率为f的激发导波，检测与待检测的锚固锚杆同一批次的另一根自由锚杆，由此确定出此频率的激发导波在该自由锚杆中的传播速度Vf；步骤三、使用经步骤一确定出的频率为f的激发导波，在未施加工作载荷状态下，对待检测的锚固锚杆进行检测，根据激发导波在未施加工作载荷的端锚锚杆自由段的传播时间t，及经步骤二确定出的传播速度Vf，确定出端锚锚杆自由段长度L：L＝(t×Vf)/2步骤四、对待检测的锚固锚杆施加预紧力F’，其值由加载仪器读出，根据经步骤三确定的端锚锚杆自由段长度L，及频率为f的导波在预紧力作用端锚锚杆自由段的传播时间ΔtAB′，确定出该导波在预紧力作用端锚锚杆自由段的传播速度VfF′： V f F ′ = 2 ( 1 + F ′ π r 2 E ) L Δ t AB ′ 上式中，E为锚杆的弹性模量，r为锚杆的半径；步骤五、在任意时刻，测量出频率为f的导波在工作载荷F作用端锚锚杆自由段传播的时间ΔtAB，根据前述各步骤的结果，确定出锚固锚杆的工作载荷： F = π r 2 EΔ t AB ( V f - 2 L Δ t AB ) F ′ 2 L F ′ + π r 2 EΔ t AB ( V f - V f F ′ )