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錨桿錨固質(zhì)量檢測及應(yīng)用_91化工儀器網(wǎng)

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2019-09-02  來源:儀器信息網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):489
核心提示:錨桿錨固質(zhì)量檢測及應(yīng)用摘 要:針對瀑布溝地下廠房工程系統(tǒng)錨桿施長徑大長徑比為(200~400),在采用抗拉拔力不能檢測錨桿水泥砂漿灌注飽滿的情況下,應(yīng)用聲頻應(yīng)力波方法檢測錨桿水泥砂漿灌注的飽滿度和長度,對錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行有效檢測,取得了較好的效果。關(guān)鍵詞:錨桿 質(zhì)量控制 注漿 水泥砂漿1 前言在地下洞室開挖施工過程中,隨著開挖施工的進(jìn)行,山體圍巖整體性被破壞,圍巖應(yīng)力釋放,加之圍巖自身存在的破碎帶,表面風(fēng)化,夾泥層等缺陷,極其容易產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。因此在洞室施工中通常采用錨桿對圍巖進(jìn)行錨固,開挖巖石面噴射混凝

錨桿錨固質(zhì)量檢測及應(yīng)用

 

摘  要:針對瀑布溝地下廠房工程系統(tǒng)錨桿施長徑大長徑比為(200~400),在采用抗拉拔力不能檢測錨桿水泥砂漿灌注飽滿的情況下,應(yīng)用聲頻應(yīng)力波方法檢測錨桿水泥砂漿灌注的飽滿度和長度,對錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行有效檢測,取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞:錨桿  質(zhì)量控制  注漿  水泥砂漿

1  前言

在地下洞室開挖施工過程中,隨著開挖施工的進(jìn)行,山體圍巖整體性被破壞,圍巖應(yīng)力釋放,加之圍巖自身存在的破碎帶,表面風(fēng)化,夾泥層等缺陷,極其容易產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。因此在洞室施工中通常采用錨桿對圍巖進(jìn)行錨固,開挖巖石面噴射混凝土來抑制巖石表層繼續(xù)風(fēng)化。通過以上措施提高圍巖整體承載力,抑制坍塌現(xiàn)象。但錨桿錨固質(zhì)量的優(yōu)劣對能否圍提高巖整體承載力有著直接影響,是錨桿能否按設(shè)計(jì)要求起作用的重要指標(biāo)。采用何種手段檢測錨桿的錨固質(zhì)量,國內(nèi)外學(xué)者一直在進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的測試方法是用抗拉拔力來檢測錨桿的錨固質(zhì)量,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在三峽水電站和龍灘水電站開始應(yīng)用聲頻應(yīng)力波法來檢測錨桿錨固質(zhì)量。

采用抗拉拔力作為檢測指標(biāo)時(shí),國內(nèi)外試驗(yàn)研究表明:對于高強(qiáng)螺紋錨桿,當(dāng)錨固長度達(dá)到錨桿直徑的42倍時(shí),握裹力不再隨著錨桿長度的增加而增加,并且無法判斷水泥砂漿灌注飽滿與否。采用聲頻應(yīng)力波法檢測,能夠判斷水泥砂漿灌注飽滿程度和錨桿長度。

在瀑布溝水電站地下廠房工程中,系統(tǒng)錨桿為全長黏結(jié)型,錨桿長度與直徑比在200~400之間,水泥砂漿灌注的飽滿度是檢測錨桿質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此,瀑布溝地下廠房工程中的錨桿質(zhì)量檢測使用應(yīng)用聲頻應(yīng)力波法原理生產(chǎn)LX-10E錨桿質(zhì)量檢測儀,該儀器能夠判斷錨桿長度和錨桿水泥砂漿灌注的飽滿程度。

2 星火牌錨桿質(zhì)量檢測儀測試原理

當(dāng)水泥砂漿灌注后,錨桿、砂漿和圍巖組合為一個(gè)體系。對錨桿進(jìn)行檢測時(shí),從錨桿端部發(fā)射的聲波,經(jīng)錨桿體向四周傳播,在錨桿與砂漿及圍巖的接觸界面上發(fā)生入射、反射和透射。當(dāng)桿中某一截面面積或材料性質(zhì)發(fā)生改變時(shí),入射波將在該截面處發(fā)生反射和透射,其反射和透射波的大小與截面面積和波阻抗相對變化的程度有關(guān)。錨桿、砂漿、和圍巖三者之間澆灌均勻密實(shí)時(shí),應(yīng)力波的能量大部分透射到圍巖體中,只有小部分能量反射回來,且反射信號(hào)極有規(guī)律。當(dāng)砂漿澆灌不均勻、密實(shí)時(shí),在砂漿中出現(xiàn)空穴,在空穴處將出現(xiàn)不同程度的波阻抗變化面。表現(xiàn)在原有的信號(hào)中迭加了強(qiáng)度不同的反射信號(hào),或在不應(yīng)出現(xiàn)反射波處有反射信號(hào),根據(jù)反射波位置和反射信號(hào)的強(qiáng)弱,就可以確定錨桿錨固質(zhì)量。

3 星火牌錨桿質(zhì)量檢測儀的組成

錨桿質(zhì)量檢測儀由大功率聲波發(fā)射接收系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)構(gòu)成。采用新型超磁致伸縮材料發(fā)射換能器,保證每次發(fā)射信號(hào)的一致性好,發(fā)射功率可調(diào)節(jié),可適應(yīng)測量不同長度錨桿的要求。接收換能器結(jié)構(gòu)精致,外形似指頭細(xì)小,其靈敏度高,接收頻帶寬。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣精度為24bit,接收帶寬為400Hz~10kHz,采樣長度為0.5k~64k,時(shí)間精度zui小可達(dá)0.1us,信號(hào)采用差分輸入,可抑制交流干擾,zui多可選4個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行采集,可運(yùn)用相關(guān)分析辦法提取信號(hào)特征。自帶數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),能對采集信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,進(jìn)行頻譜分析、數(shù)字濾波、微積分處理、能量均衡、波形平滑、指數(shù)放大和剔除直流分量等處理功能。

數(shù)據(jù)后處理軟件是針對LX-10E錨桿質(zhì)量檢測儀專門開發(fā)的配套軟件,軟件界面友好,操作簡潔,功能強(qiáng)大。主要功能有錨桿儀與微機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸,串行通信;坐標(biāo)軸填充波形顯示、錨桿長度標(biāo)定;零相位濾波;歸一化處理;砂漿飽和度(密實(shí)度)的計(jì)算;反褶積處理;時(shí)頻小波多尺度分析;高階統(tǒng)計(jì)量分析等。

4 星火牌錨桿質(zhì)量檢測儀的應(yīng)用

在瀑布溝地下廠房工程中檢測錨桿灌端,在其端部安放發(fā)射裝置和接收換能器,測試方式為端發(fā)端收。因?yàn)槁菁y鋼的介質(zhì)均勻,速度一定,對檢測結(jié)果比較簡單,且信號(hào)比較穩(wěn)定,這大大提高了檢測結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。檢測時(shí)如果端部表面有水泥漿,應(yīng)將水泥漿液清除后再安放發(fā)射裝置和接收換能器,保證發(fā)射裝置和接收換能器表面與錨桿斷面完全接觸。否則將影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5 錨桿的模擬試驗(yàn)

為真實(shí)可靠的檢測錨桿長度和水泥砂漿灌注的飽滿程度,現(xiàn)場進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)在地下廠房尾閘室頂拱進(jìn)行,按照試驗(yàn)大綱要求,分別按灌注飽滿度為100%,75%,50%制作試驗(yàn)錨桿,鉆孔深度為8米,錨桿外露1米制做試驗(yàn)錨桿,錨桿端面應(yīng)平整,不能有凹凸不平現(xiàn)象(錨桿制作要求見圖1~圖4)。待水泥砂漿達(dá)到齡期后采用LX-10E錨桿質(zhì)量檢測儀檢測錨桿長度和注漿飽滿度,從檢測結(jié)果(圖5~圖8)分析得出:LX-10E錨桿質(zhì)量檢測儀能夠反映錨桿長度和注漿飽滿度,其誤差在5%以內(nèi)。

6 結(jié)語

在瀑布溝水電站地下廠房工程中,為了有效檢測錨桿的錨固質(zhì)量,使用LX-10E錨桿質(zhì)量檢測儀對錨桿質(zhì)量進(jìn)行檢測。該儀器利用聲頻應(yīng)力波在不同波阻抗面反射的能量和相位的變化原理,采用特殊的聲波發(fā)射和接收裝置,能夠反映錨桿的真實(shí)質(zhì)量情況。與傳統(tǒng)的拉拔試驗(yàn)相比,能夠快速檢測錨桿質(zhì)量,判斷錨桿水泥砂漿的飽滿程度,并且對錨桿不產(chǎn)生傷害。

作者簡介:

張愛平(1983-  ),男,甘肅民勤人,北京天地星火科技發(fā)展有限公司總,工程師,從事建筑、工程施工技術(shù)及儀器儀表的研發(fā)生產(chǎn)。

 


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