巖土工程錨桿檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

《巖土工程錨桿檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、巖土工程錨桿檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[摘要]在巖土工程中,錨桿支護技術(shù)應(yīng)用較廣。因此,對于錨桿施工質(zhì)量檢測要求較高。本文綜述了目前國內(nèi)外錨桿施工質(zhì)量檢測技術(shù),為進一步研究更為先進的錨桿無損檢測技術(shù)打下一定基礎(chǔ)。[關(guān)鍵詞]錨桿;檢測;巖土工程[中圖分類號]TU753.1　　　　[文獻標識碼]A　　　　[文章編號]1002-8498(2007)S0-0344-03????巖土工程錨固技術(shù)是以錨桿-噴射混凝土支護為主要技術(shù)措施的,在巖土體的利用、整治和改造中,有效控制巖土體的穩(wěn)定性,使之具有服務(wù)功能的加固技術(shù)的總稱[1]。巖土錨固能充分發(fā)揮巖土能量,調(diào)用和提高巖土的自身強度和自穩(wěn)能力,大大減輕結(jié)構(gòu)物自重,

2、節(jié)約工程材料,并確保施工安全與工程穩(wěn)定,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,因而世界各國都大力發(fā)展巖土錨固技術(shù)[2]。???在巖土錨固工程中,錨桿支護占有重要地位。錨桿加固技術(shù)具有安全快速、低成本等特點,一開始就得到人們的廣泛關(guān)注和高度重視。1911年,美國首先用巖石錨桿支護礦山巷道,1934年阿爾及利亞的舍爾法壩加高工程使用預(yù)應(yīng)力錨桿?，F(xiàn)在,錨桿支護已經(jīng)發(fā)展成為地下工程的一種主要支護形式。例如,美國、澳大利亞的地下工程支護中,錨桿支護占90%以上。西歐、中歐及日本等國,經(jīng)過近20多年的發(fā)展,錨桿支護也已成為地下工程的主要支護形式。????我國錨桿加固技術(shù)早在20世紀50年代中期就已經(jīng)起步。近年來

3、,隨著經(jīng)濟的加強,錨桿支護技術(shù)在我國也得到了迅猛的發(fā)展,支護量成倍增加,新的科研成果不斷涌現(xiàn)。從硬巖發(fā)展到松軟、破碎圍巖;從小斷面發(fā)展到大斷面硐室、交叉點、馬頭門等;從一般條件發(fā)展到大冒頂、大淋水、底鼓和地質(zhì)構(gòu)造帶等復(fù)雜條件;從地下工程支護發(fā)展到地上工程維修;從僅受靜壓作用的地下工程發(fā)展到受動壓影響的地下工程。在礦山、交通、建筑、水利水電、軍事人防等工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前,僅三峽船閘各類錨桿數(shù)量就共達180276根,其中直立墻高強錨桿92657根、普通錨桿8985根、鎖口錨桿8153根。???由此可見,錨桿已經(jīng)在巖土工程和地下工程中占有不可缺少的地位。因此,對錨桿結(jié)構(gòu)健康狀況檢測的

4、研究也就具有很強的經(jīng)濟意義和社會意義。???傳統(tǒng)的錨桿錨固狀態(tài)的檢測手段,主要有兩種:???1)對錨桿荷載變化進行長期或短期觀測,可采用按機械、液壓、振動、電氣和光彈原理制作的各種不同類型的測力計。但這些測力計一般需要預(yù)埋,受電磁場干擾大,在潮濕、溫差大的條件下靈敏度大大降低更不能適應(yīng)在偏載和爆破震動、坍落巖石的沖擊下長期正常工作。???2)對于工程界廣泛使用的未預(yù)埋測力計的錨桿過去沒有可靠的監(jiān)測設(shè)備,主要依靠對錨桿的抗拔力測試。其張拉荷載是靠張拉千斤頂?shù)幕钊娣e和油泵壓力換算的。這種方法雖然適用于這些場合,但卻存在著許多不足,如方法是一種破壞性檢測,抗拔力并不能完全反映錨桿的錨固狀態(tài)等。?

5、??這種形勢下,我們迫切需要一種既簡便經(jīng)濟又迅速可靠的錨桿質(zhì)量檢測方法,為施工質(zhì)量控制和工程可靠性檢測提供可靠的手段。因此,研究和應(yīng)用新的方法來彌補靜載荷試驗法是十分必要和具有重要意義的。???1)國外錨桿檢測研究現(xiàn)狀???國外,錨桿錨固質(zhì)量無損檢測的研究工作最早始于1987年,瑞典提出用超聲波能量損耗的原理來檢測錨桿灌注質(zhì)量,并由Geodynamik公司據(jù)此于1990年推出了錨桿質(zhì)量檢測儀Boltometer(見圖1)。此方法的原理為:當錨桿與巖石錨固質(zhì)量很好時,超聲波的能量基本都被散射,只有極小的反射信號甚至沒有反射信號;而當錨固質(zhì)量較差時,則會產(chǎn)生明顯的反射信號。檢測范圍隨灌漿材料不同

6、而變化:當灌漿材料為水灰比0.5的水泥砂漿時,檢測長度可達到5m;當材料為水灰比0.28的水泥砂漿時,檢測長度僅達1m;當灌漿材料為環(huán)氧樹脂或熱塑性塑料時,檢測長度也僅為1m。但該檢測方法存在檢測時要求激發(fā)條件非常苛刻(必須保證安放傳感器的錨桿端部平整)、無法檢測錨桿長度等缺點。檢測結(jié)果也只能推斷錨桿的相對抗拔力,不能對錨桿錨固質(zhì)量的完整性進行評價。此外,這種方法最大的問題就是將無反射信號作為評判錨固質(zhì)量好的標準,而沒有考慮握裹層與錨桿界面結(jié)合狀態(tài)、錨桿終端角度等因素而引起的反射信號較小帶來的影響。圖1　Boltometer錨桿檢測儀???90年代,美國礦業(yè)管理局開發(fā)出能檢測錨桿應(yīng)變和延伸率

7、的超聲波儀器,但它無法評價錨桿的施工質(zhì)量。I.Vrkljan等人提出利用錨桿的頻率響應(yīng)決定錨固質(zhì)量。他們采用錘擊錨桿頂部,利用加速度儀測量錨桿軸向反射信號,目的為建立錨桿主頻與錨固質(zhì)量之間的關(guān)系。這種方法存在很大的局限性,它要求水泥砂漿必須緊靠錨桿端部,并且這種方法無法測量錨桿的長度。???Queensland大學礦物研究中心宣稱可以基于頻率響應(yīng)函數(shù)的方法測定錨桿的錨固質(zhì)量和錨桿的長度,并且研制了一套檢測設(shè)備