摘要：随着经济和科技水平的快速发展，无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物.现代材料科学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础,现代电子技术和计算机科学的发展为无损检测技术提供了现代化的测试工具,同时,现代土木工程中迅速发展的新设计、新材料、新工艺又对无损检测技术不断地提出新的更高的要求.铁路建设等工程中,大量采用锚喷支护技术.锚杆的施工质量直接影响着洞室或边坡的安全稳定性.在锚喷支护设计中,通常采用拉拔试验来确定锚杆与铁路介质的界面粘结强度.实际上,拉拔工况下锚杆的界面剪应力并非沿杆长均匀分布,而是近似服从负指数分布,即峰值强度只经历很短的一段杆长就衰减到零.这说明假定条件与实际情况相差较远,计算误差将随试验锚杆长度的增加而增加.而且拉拔试验破坏性大,只能用来抽检,对施工质量控制评价不全面.
关键词：锚杆；锚固质量；声频应力波检测
引言
锚杆施工是一种隐秘项目作业，一般层面的锚杆施工品质是依托作业过程管控与试验检查加以管控。试验抽检侧重于锚杆物料性能检验与锚杆抗拔力检验。后者抽样检验频率通常在5%上下。依据相关探究证明，当锚杆锚固距离与锚杆直径大很多的情况下，锚杆的握裹力不会跟随锚杆锚固距离的增远而增大，当握裹力保持不变之后，实际增加的数据只是锚杆材料本身的材料强度。为此锚杆抗拔试验不能准确、可靠地体现施工情况，尤其是不能表现锚杆的注浆紧密度状况。所以在实际工程质量控制中，采用声频应力波法检测锚杆长度和锚固密实度显得愈加重要。
1检测原理
当锚杆介质或者某个截面的大小产生变动后，入射波会在变动的地方产生透射与反射，入射波这种变化的程度和截面面积变动的大小相关。和变截面杆近似，在锚杆支护架构浇筑匀称紧密的情况下，应力波的能量大多分散到周围岩体中，占较小比例的能量进行反射，具有显著的反射规律特点。当浇筑不匀称、不紧密的时候，在不紧密之处便会产生程度不等的波阻抗变画面。体现在已有的信号中让强度各异的反射信号形成叠加效应，亦或在不应当产生反射波的地方产生反射，依据反射波地点和反射信号的程度，便能够明确锚杆锚固程度且把其进行等级划分。
2检测方法
2.1传统锚杆无损检测技术
1）针对锚杆荷载变化进行长期、短期的检测，一般会根据液压、设备、振动、电气以及光弹原理等条件的不同，制作针对性的测力计。然而这些制作的推测力计需要事先进行预埋，并容易受电磁场的干扰，若周围环境过于潮湿，且温差较大，则测力计的灵敏度也会降低，无法在偏载、爆破震动及坍落岩石等环境的冲击下保证正常运行。2）针对锚杆工程中使用比较广泛的未预埋测力计锚杆，以往并没有较为可靠的监测设备，只是凭借对于锚杆抗拔力进行测试。其中张拉荷载主要是依靠拉千斤顶活塞面积与油泵压力换算得来。该方法尽管可与这些场合相适应，然而依然存在不足，例如检测技术本身带有破坏性，所体现的抗拔力无法有效反映锚杆所呈现的锚固状态。基于该形势，必须要研究集经济、可靠于一身的锚杆无损检测技术，以保障铁路工程的施工质量与工程安全。
2.2锚杆灌浆密实度解释
利用弹性应力波传播的这一阻尼特性，可判断锚杆灌浆密实度情况，即当弹性应力波在锚杆－砂浆－围岩体系中传播时，若灌浆饱满，则应力波衰减速度快、频率高；而灌浆不饱满时，则表现出应力波衰减慢、频率低。综合不同方向、不同部位激发得到的应力波衰减曲线，就可判定锚杆的灌浆密实度。具体判别方法就是采用波形综合判别法和频谱分析判别法。1）波形综合判别法。
波形综合判别法，就是结合在锚杆顶部激发、接收到反射波信号进行综合分析：当接收到的反射信号极小甚至没有反射信号时，反映锚杆的灌浆密实度较好；若反射波形中出现横波成份，但横波波幅较小，成份较少，则灌浆密实度就有些降低，如果横波波幅较大，则灌浆密实度可能有明显的下降；若是反射波形中横波、纵波波幅都比较大，并且伴随着明显的多次反射的出现，这样的锚杆灌浆密实度可能很差，起不到锚固的作用。2）频谱分析判别法。频谱分析判别法就是通过测定锚杆—砂浆—围岩体系的固有振动频率，来反映锚杆与围岩的胶结程度，从而判定锚杆的灌浆密实度。当灌浆饱满时，锚杆－砂浆－围岩体系的固有振动频率相对较小；而当灌浆不饱满时，锚杆—砂浆—围岩体系则表现出有较大的固有振动频率。
2.3超声波检测技术
所谓超声波检测技术，即针对锚杆中的空隙进行检测，利用检测的形式进行瞬间应力波原理。运用小钢球对混凝土表层进行敲击，利用短暂的机械撞击形成的低频应力波，将其传递至铁路工程内部，随后在断裂面进行反射，对反射波形态进行分析，进而确定工程中的空隙位置。该检测技术的应用不会对原铁路受力结构造成破坏，在检测时一般是运用有关检测仪器进行锚杆的检测。在检测的过程中，要先外力震击杆端，使杆端引起振动，同时沿着产锚杆向杆底方向形成传播应力波。若应力波速、波形与波峰值均维持原状不变，且匀速传播，则证明锚杆依然保持完整性。若应力波速、波形以及波峰值均出现改变，那么则表明锚杆长度这一方向出现问题。因为超声波检测并不会破坏锚杆，因此，比较适合用在比较重要的大面积铁路工程检测之中。
2.4光纤传感检测技术
光纤传感检测技术利用一些有敏感特性的特定物理量，成功实现外界物理量的转化，使其以光信号的形式对铁路工程进行测量。近年来，我国在光纤技术方面已经实现了飞速的发展，除基础的网络外，也在多个领域中得到了广泛的应用，如能源环保、生物医药以及航天航空等行业，都能够从中发现光纤技术的存在。铁路工程进行检测的过程中，光纤传感检测技术也得到了有效的应用，这一技术的应用可对铁路工程的多方面情况进行检测，如其中所包括的钢索索力、应变特性、预应力连续混凝土等。相较于传统传感器，光纤应变传感器本身体现了十分多方面的优势，如光纤应变传感器本身不会受环境影响，同时不会受到检测对象影响，即便是处于易燃易爆的环境下也可以持续维持运用，另外也体现了绝缘、耐高压以及耐腐蚀、体积小、重量轻、实用性强等特点。此外，也有一些其他形式的传感器阵列形状，在实际应用中也十分常见。虽然光纤应变传感器具有较多的优势，然而由于其价格十分昂贵，导致很难在铁路工程检测的工作中实现普遍推广。
结语
（1）检测之前应当对锚杆端进行有效清除，发射换能器和接收换能器距离合理尽量减少环境干扰，锚杆端部必须打磨平整、锈迹清除干净；调整外露杆体位置，外露杆体应与内锚杆杆体在一条直线上，发射换能器和接收换能器要间隔一定距离，不能直接接触；（2）锚杆支护体系内部不密实、空洞、少浆等缺陷较多的情况下应综合利用现有的数据处理手段进行系统的分析、判识，对缺陷的地点与类别进行更加准确的判断，进而对锚杆的作业品质进行契合现实状况的评判。伴随锚杆支护技术在铁路项目中的大范围运用，其检测项目工作量逐渐增大。锚杆无损检测技术有显著的运用简便、人员所需数量少、工作效率高、检测进度快、检测成本低、检测数据准确等优点，在铁路建设中值得大力推广。
参考文献:
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