论文部分内容阅读
襄阳市华茂建筑工程有限公司 湖北 441200
【摘 要】本文分析了常规检测技术和无损检测技术的优缺点，以及分析了岩土工程锚杆锚固失效机理，希望可以为今后无损检测技术在岩土工程锚杆质量检测提供一定的参考价值。
【关键字】岩土工程 無损检测 应用
前言：
随着国家经济的快速发展，各项基础建设的步伐不断加快，岩土工程施工技术取得卓越的成就，施工质量得到保障。在岩土工程施工过程中，受地质状况的影响，使得工程难以进行下去，因此，需要对岩土进行锚固加固处理，确保工程的正常进行。通过对岩土的锚固加固，可以使得原岩土处于稳定状态，确保建筑结构整体的可靠性、安全性、稳定性。但是在岩土工程的锚固质量是否满足要求，是否满足相关标准，这就需要相关的检测手段对其进行检测。所以，对锚杆的完整性的无损检测技术显得尤为重要，对保证整个建筑工程的安全性至关重要。
1 岩土工程锚杆的检测手段
由岩土工程实践可知，锚杆检测技术主要有常规检测技术与无损检测技术等两种检测手段。
常规检测技术的基本原理是静载荷对锚杆的压力或者拉力，由于现代岩土工程的发展，要求检测具有精度高、实时性以及大面积动态检测的技术。
无损检测技术是现代岩土工程中锚杆检测的普遍采用的检测技术。无损检测，即在对锚杆完整性检测时，不破坏原岩土的基本受力结构，只通过利用一些辅助仪器设备、相关检测技术手段和数据分析原理，检测锚杆在岩土中是否保持完整，是否存在一定的缺陷，并可以判断出锚杆存在缺陷的类别、出现缺陷的准确部位以及缺陷的大小尺寸等，特别适用于岩土工程大面积检测工程中。无损探测技术主要由硬件仪器设备、传感器、数据信号处理器等几部分组成，通过对数据的采集，然后利用检测分析系统，对岩土工程锚杆锚固质量水平进行检测评估。
由于对锚杆锚固检测时，常规检测手段和无损检测手段的基本原理不同，以及所需要的检测设备不同。因此，两种方法在岩土工程检测过程中各有优缺点。
常规锚杆锚固质量检测技术
常规锚杆检测技术是一种依据静力锚固质量检测法，即工程中的拉拔试验法。主要根据试验压力计和位移计所测得的数据信息，利用相应转换公式，整理出相应的锚固杆在岩土中位移与荷载间的变化曲线，从而分析出岩土锚杆锚固性能。在大量岩土工程实践和岩土工程研究中发现，常规的静力检测法仅对岩土中锚杆进行损坏性静态检测分析，并且其检测结果在很大程度上具有局限性，此外，常规检测技术不能对大面积建筑工程锚杆锚固质量进行动态检测。由于常规检测中采用拉拔试验手段获得的数据仅仅是锚固力是一个综合值，如果锚杆存在缺陷，不能明确缺陷在锚杆的具体位。因此，常规的检测技术尽可以检测出锚杆是否完好的结论，不能准确的判断缺陷存在的具体位置。
研究表明，拉拔试验法无法检测出锚杆的长度，也不能判断施工时是否有错埋预埋件、偷工减料等行为。
1.2 现代流行的无损检测技术
无损检测技术是现代岩土工程中锚杆检测的普遍采用的检测技术。无损探测技术主要由硬件仪器设备、传感器、数据信号处理器等几部分组成，通过对数据的采集，然后利用检测分析系统，对岩土工程锚杆锚固质量水平进行检测评估。
无损检测即不破坏原岩土的受力结构，仅应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。同时，在锚杆存在缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于，无损检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要岩土工程大面积检测工程中。
2 岩土工程中锚固锚杆应力波无损检测工作流程
在进行锚杆无损检测数据分析之前，首先要调查清楚围岩土地的基本地质状况信息，然后再标定锚杆杆头应力波速度（由于锚杆杆头受到瞬间外力作用，使得锚杆产生应力波），再利用检测装置采集反射波反射回来的数据，从而通过一系列的分析整理获取岩土中锚杆的长度、锚杆的完整程度等基本结果。因此，无损检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：收集围岩地质基本资料，标定应力波速大小，利用检测仪器进行数据动态采集，拉拔抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谱分析等，最后准确获取锚杆的长度和完整性。
3 锚杆无损检测技术的基本原理
当锚杆杆端受到外力震击后，就会引起杆端的剧烈振动，并产生应力波沿锚杆向杆底处传播。如果锚杆质量完好，则锚杆为应力波提供了一个均匀传播的介质，此时的应力波的波形、波速、波峰值均保持不变。如果锚杆中存在缺陷，则应力波就会在不均匀的材料中传播时，在有缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波的波形、波速、波峰值发生变化，会发生透射波、反射波或者散射波等现象。实际检测工程中发现，由于透射波在受到锚杆内非均匀介质的作用下，仪器很难准确测量其具体值；可以通过对反射波的分析获得锚杆的质量水平，当应力波反射传播到锚杆杆顶时，由原先装置在锚杆杆顶处加速度或速度计应力波传感器采集测得。由于反射波的数据信息代表着锚杆质量的相关信息。因此，对反射波携带的数据进行信息分析后，就可以得出锚杆质量的完整程度，从而可以获取锚杆的综合安全性能指标。
综上所述，无损检测技术在对锚杆质量进行检测时，具有检测操作简便、检测时间快、受周围环境影响小、对岩体损坏程度小、检测结果精度高、检测结果可读性高等优点
4.无损检测中锚杆锚固失效的分析
从大量岩土工程实践中可知，锚杆失效表现形式主要有以下几方面：
（1）锚杆杆体钢筋拉断。众所周知，钢筋是围岩锚杆中的主要受力体，主要提供拉力，同时由于锚杆底端的丝扣部位，经常性出现几个应力共同作用，使其该处发生应力集中。当应力增大到一定的程度时，则会使锚杆中的钢筋拉断。为了解决钢筋被拉断，实际工程中常采用对钢筋进行热处理，从而提高钢筋的韧性，防止钢筋拉断现象的发生。
（2）托板失效。由岩土工程可知，在实际工程中常发生锚杆托板失效现象，为了解决托板失效，实际工程施工时通常选用增大锚杆托板的厚度，或采用高强度钢材等提高锚杆托板的耐压性能，从而提高锚固结构整体的性能。
（3）围岩局部薄弱点破坏，致使锚空失效。大量岩土工程实践表明，由于岩土围岩局部薄弱部位发生破坏引起锚杆出现锚空失效现象的发生。当采用锚固锚杆技术进行岩土工程加固支护时，由于在围岩中薄弱点处荷载产生的应力分布不均匀，就会在围岩的薄弱环节处出现局部破坏现象，从而导致锚杆的切向锚固力瞬间减小甚至消失，同时锚杆的径向锚固力也随之减小，引起锚固结构支护性能大大降低，发生锚杆锚空失效现象。
结束语：
从本文可以得知，岩土工程无损检测技术是在电子技术、计算机技术、传感器技术、信号处理技术等高新技术快速发展的基础上形成的，其具有操作简便、检测速度快、受环境影响小、对岩体无损坏、数据结果精度高等特点，在建筑岩土工程锚杆质量检测领域中有非常大的发展空间。
参考文献：
[1]李义等.锚杆锚固状态参数无损检测及其应用[J].岩土力学与工程学报，2004，23（10）：1741―1744.
[2]林维正.土木工程质量无损检测技术[M].北京.中国电力出版社.2008.
【摘 要】本文分析了常规检测技术和无损检测技术的优缺点，以及分析了岩土工程锚杆锚固失效机理，希望可以为今后无损检测技术在岩土工程锚杆质量检测提供一定的参考价值。
【关键字】岩土工程 無损检测 应用
前言：
随着国家经济的快速发展，各项基础建设的步伐不断加快，岩土工程施工技术取得卓越的成就，施工质量得到保障。在岩土工程施工过程中，受地质状况的影响，使得工程难以进行下去，因此，需要对岩土进行锚固加固处理，确保工程的正常进行。通过对岩土的锚固加固，可以使得原岩土处于稳定状态，确保建筑结构整体的可靠性、安全性、稳定性。但是在岩土工程的锚固质量是否满足要求，是否满足相关标准，这就需要相关的检测手段对其进行检测。所以，对锚杆的完整性的无损检测技术显得尤为重要，对保证整个建筑工程的安全性至关重要。
1 岩土工程锚杆的检测手段
由岩土工程实践可知，锚杆检测技术主要有常规检测技术与无损检测技术等两种检测手段。
常规检测技术的基本原理是静载荷对锚杆的压力或者拉力，由于现代岩土工程的发展，要求检测具有精度高、实时性以及大面积动态检测的技术。
无损检测技术是现代岩土工程中锚杆检测的普遍采用的检测技术。无损检测，即在对锚杆完整性检测时，不破坏原岩土的基本受力结构，只通过利用一些辅助仪器设备、相关检测技术手段和数据分析原理，检测锚杆在岩土中是否保持完整，是否存在一定的缺陷，并可以判断出锚杆存在缺陷的类别、出现缺陷的准确部位以及缺陷的大小尺寸等，特别适用于岩土工程大面积检测工程中。无损探测技术主要由硬件仪器设备、传感器、数据信号处理器等几部分组成，通过对数据的采集，然后利用检测分析系统，对岩土工程锚杆锚固质量水平进行检测评估。
由于对锚杆锚固检测时，常规检测手段和无损检测手段的基本原理不同，以及所需要的检测设备不同。因此，两种方法在岩土工程检测过程中各有优缺点。
常规锚杆锚固质量检测技术
常规锚杆检测技术是一种依据静力锚固质量检测法，即工程中的拉拔试验法。主要根据试验压力计和位移计所测得的数据信息，利用相应转换公式，整理出相应的锚固杆在岩土中位移与荷载间的变化曲线，从而分析出岩土锚杆锚固性能。在大量岩土工程实践和岩土工程研究中发现，常规的静力检测法仅对岩土中锚杆进行损坏性静态检测分析，并且其检测结果在很大程度上具有局限性，此外，常规检测技术不能对大面积建筑工程锚杆锚固质量进行动态检测。由于常规检测中采用拉拔试验手段获得的数据仅仅是锚固力是一个综合值，如果锚杆存在缺陷，不能明确缺陷在锚杆的具体位。因此，常规的检测技术尽可以检测出锚杆是否完好的结论，不能准确的判断缺陷存在的具体位置。
研究表明，拉拔试验法无法检测出锚杆的长度，也不能判断施工时是否有错埋预埋件、偷工减料等行为。
1.2 现代流行的无损检测技术
无损检测技术是现代岩土工程中锚杆检测的普遍采用的检测技术。无损探测技术主要由硬件仪器设备、传感器、数据信号处理器等几部分组成，通过对数据的采集，然后利用检测分析系统，对岩土工程锚杆锚固质量水平进行检测评估。
无损检测即不破坏原岩土的受力结构，仅应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。同时，在锚杆存在缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于，无损检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要岩土工程大面积检测工程中。
2 岩土工程中锚固锚杆应力波无损检测工作流程
在进行锚杆无损检测数据分析之前，首先要调查清楚围岩土地的基本地质状况信息，然后再标定锚杆杆头应力波速度（由于锚杆杆头受到瞬间外力作用，使得锚杆产生应力波），再利用检测装置采集反射波反射回来的数据，从而通过一系列的分析整理获取岩土中锚杆的长度、锚杆的完整程度等基本结果。因此，无损检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：收集围岩地质基本资料，标定应力波速大小，利用检测仪器进行数据动态采集，拉拔抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谱分析等，最后准确获取锚杆的长度和完整性。
3 锚杆无损检测技术的基本原理
当锚杆杆端受到外力震击后，就会引起杆端的剧烈振动，并产生应力波沿锚杆向杆底处传播。如果锚杆质量完好，则锚杆为应力波提供了一个均匀传播的介质，此时的应力波的波形、波速、波峰值均保持不变。如果锚杆中存在缺陷，则应力波就会在不均匀的材料中传播时，在有缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波的波形、波速、波峰值发生变化，会发生透射波、反射波或者散射波等现象。实际检测工程中发现，由于透射波在受到锚杆内非均匀介质的作用下，仪器很难准确测量其具体值；可以通过对反射波的分析获得锚杆的质量水平，当应力波反射传播到锚杆杆顶时，由原先装置在锚杆杆顶处加速度或速度计应力波传感器采集测得。由于反射波的数据信息代表着锚杆质量的相关信息。因此，对反射波携带的数据进行信息分析后，就可以得出锚杆质量的完整程度，从而可以获取锚杆的综合安全性能指标。
综上所述，无损检测技术在对锚杆质量进行检测时，具有检测操作简便、检测时间快、受周围环境影响小、对岩体损坏程度小、检测结果精度高、检测结果可读性高等优点
4.无损检测中锚杆锚固失效的分析
从大量岩土工程实践中可知，锚杆失效表现形式主要有以下几方面：
（1）锚杆杆体钢筋拉断。众所周知，钢筋是围岩锚杆中的主要受力体，主要提供拉力，同时由于锚杆底端的丝扣部位，经常性出现几个应力共同作用，使其该处发生应力集中。当应力增大到一定的程度时，则会使锚杆中的钢筋拉断。为了解决钢筋被拉断，实际工程中常采用对钢筋进行热处理，从而提高钢筋的韧性，防止钢筋拉断现象的发生。
（2）托板失效。由岩土工程可知，在实际工程中常发生锚杆托板失效现象，为了解决托板失效，实际工程施工时通常选用增大锚杆托板的厚度，或采用高强度钢材等提高锚杆托板的耐压性能，从而提高锚固结构整体的性能。
（3）围岩局部薄弱点破坏，致使锚空失效。大量岩土工程实践表明，由于岩土围岩局部薄弱部位发生破坏引起锚杆出现锚空失效现象的发生。当采用锚固锚杆技术进行岩土工程加固支护时，由于在围岩中薄弱点处荷载产生的应力分布不均匀，就会在围岩的薄弱环节处出现局部破坏现象，从而导致锚杆的切向锚固力瞬间减小甚至消失，同时锚杆的径向锚固力也随之减小，引起锚固结构支护性能大大降低，发生锚杆锚空失效现象。
结束语：
从本文可以得知，岩土工程无损检测技术是在电子技术、计算机技术、传感器技术、信号处理技术等高新技术快速发展的基础上形成的，其具有操作简便、检测速度快、受环境影响小、对岩体无损坏、数据结果精度高等特点，在建筑岩土工程锚杆质量检测领域中有非常大的发展空间。
参考文献：
[1]李义等.锚杆锚固状态参数无损检测及其应用[J].岩土力学与工程学报，2004，23（10）：1741―1744.
[2]林维正.土木工程质量无损检测技术[M].北京.中国电力出版社.2008.