【摘要】本文分析了常規(guī)檢測技術(shù)和無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，以及分析了巖土工程錨桿錨固失效機理，希望可以為今后無損檢測技術(shù)在巖土工程錨桿質(zhì)量檢測提供一定的參考價值。

【關(guān)鍵字】巖土工程 無損檢測 應(yīng)用

前言

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，各項基礎(chǔ)建設(shè)的步伐不斷加快，巖土工程施工技術(shù)取得卓越的成就，施工質(zhì)量得到保障。在巖土工程施工過程中，受地質(zhì)狀況的影響，使得工程難以進行下去，因此，需要對巖土進行錨固加固處理，確保工程的正常進行。通過對巖土的錨固加固，可以使得原巖土處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保建筑結(jié)構(gòu)整體的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。但是在巖土工程的錨固質(zhì)量是否滿足要求，是否滿足相關(guān)標準，這就需要相關(guān)的檢測手段對其進行檢測。所以，對錨桿的完整性的無損檢測技術(shù)顯得尤為重要，對保證整個建筑工程的安全性至關(guān)重要。

1 巖土工程錨桿的檢測手段

由巖土工程實踐可知，錨桿檢測技術(shù)主要有常規(guī)檢測技術(shù)與無損檢測技術(shù)等兩種檢測手段。

常規(guī)檢測技術(shù)的基本原理是靜載荷對錨桿的壓力或者拉力，由于現(xiàn)代巖土工程的發(fā)展，要求檢測具有精度高、實時性以及大面積動態(tài)檢測的技術(shù)。。

無損檢測技術(shù)是現(xiàn)代巖土工程中錨桿檢測的普遍采用的檢測技術(shù)。無損檢測，即在對錨桿完整性檢測時，不破壞原巖土的基本受力結(jié)構(gòu)， 只通過利用一些輔助儀器設(shè)備、相關(guān)檢測技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析原理，檢測錨桿在巖土中是否保持完整，是否存在一定的缺陷，并可以判斷出錨桿存在缺陷的類別、出現(xiàn)缺陷的準確部位以及缺陷的大小尺寸等，特別適用于巖土工程大面積檢測工程中。無損探測技術(shù)主要由硬件儀器設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)信號處理器等幾部分組成，通過對數(shù)據(jù)的采集，然后利用檢測分析系統(tǒng)，對巖土工程錨桿錨固質(zhì)量水平進行檢測評估。

由于對錨桿錨固檢測時，常規(guī)檢測手段和無損檢測手段的基本原理不同，以及所需要的檢測設(shè)備不同。因此，兩種方法在巖土工程檢測過程中各有優(yōu)缺點。

1.1 常規(guī)錨桿錨固質(zhì)量檢測技術(shù)

常規(guī)錨桿檢測技術(shù)是一種依據(jù)靜力錨固質(zhì)量檢測法， 即工程中的拉拔試驗法。主要根據(jù)試驗壓力計和位移計所測得的數(shù)據(jù)信息，利用相應(yīng)轉(zhuǎn)換公式，整理出相應(yīng)的錨固桿在巖土中位移與荷載間的變化曲線， 從而分析出巖土錨桿錨固性能。在大量巖土工程實踐和巖土工程研究中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的靜力檢測法僅對巖土中錨桿進行損壞性靜態(tài)檢測分析， 并且其檢測結(jié)果在很大程度上具有局限性， 此外，常規(guī)檢測技術(shù)不能對大面積建筑工程錨桿錨固質(zhì)量進行動態(tài)檢測。由于常規(guī)檢測中采用拉拔試驗手段獲得的數(shù)據(jù)僅僅是錨固力是一個綜合值， 如果錨桿存在缺陷，不能明確缺陷在錨桿的具體位。因此，常規(guī)的檢測技術(shù)盡可以檢測出錨桿是否完好的結(jié)論，不能準確的判斷缺陷存在的具體位置。

研究表明，拉拔試驗法無法檢測出錨桿的長度，也不能判斷施工時是否有錯埋預(yù)埋件、偷工減料等行為。

1.2 現(xiàn)代流行的無損檢測技術(shù)

無損檢測技術(shù)是現(xiàn)代巖土工程中錨桿檢測的普遍采用的檢測技術(shù)。無損探測技術(shù)主要由硬件儀器設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)信號處理器等幾部分組成，通過對數(shù)據(jù)的采集，然后利用檢測分析系統(tǒng)，對巖土工程錨桿錨固質(zhì)量水平進行檢測評估。

無損檢測即不破壞原巖土的受力結(jié)構(gòu)，僅應(yīng)用相關(guān)的檢測設(shè)備對錨桿進行檢測。在檢測時，對桿端進行外力震擊，從而引起桿端的劇烈振動，并產(chǎn)生沿錨桿向桿底傳播的應(yīng)力波。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變，在錨桿中均勻傳播，則表明錨桿的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化，則表明沿錨桿長度方向上存在缺陷。同時，在錨桿存在缺陷部位應(yīng)力波將發(fā)生突變，從而使得應(yīng)力波發(fā)生透射波、反射波或者散射波等現(xiàn)象。由于，無損檢測對錨桿不產(chǎn)生破壞，所以特別適用于重要巖土工程大面積檢測工程中。

2 巖土工程中錨固錨桿應(yīng)力波無損檢測工作流程

在進行錨桿無損檢測數(shù)據(jù)分析之前，首先要調(diào)查清楚圍巖土地的基本地質(zhì)狀況信息，然后再標定錨桿桿頭應(yīng)力波速度（由于錨桿桿頭受到瞬間外力作用，使得錨桿產(chǎn)生應(yīng)力波），再利用檢測裝置采集反射波反射回來的數(shù)據(jù)，從而通過一系列的分析整理獲取巖土中錨桿的長度、錨桿的完整程度等基本結(jié)果。因此，無損檢測技術(shù)基于應(yīng)力波檢測的工作流程大致為：收集圍巖地質(zhì)基本資料，標定應(yīng)力波速大小，利用檢測儀器進行數(shù)據(jù)動態(tài)采集，拉拔抽檢試驗、時域波形分析、頻譜分析以及時頻頻譜分析等，最后準確獲取錨桿的長度和完整性。

3 錨桿無損檢測技術(shù)的基本原理

當錨桿桿端受到外力震擊后，就會引起桿端的劇烈振動，并產(chǎn)生應(yīng)力波沿錨桿向桿底處傳播。如果錨桿質(zhì)量完好，則錨桿為應(yīng)力波提供了一個均勻傳播的介質(zhì)，此時的應(yīng)力波的波形、波速、波峰值均保持不變。如果錨桿中存在缺陷，則應(yīng)力波就會在不均勻的材料中傳播時，在有缺陷部位應(yīng)力波將發(fā)生突變，從而使得應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化，會發(fā)生透射波、反射波或者散射波等現(xiàn)象。實際檢測工程中發(fā)現(xiàn)，由于透射波在受到錨桿內(nèi)非均勻介質(zhì)的作用下，儀器很難準確測量其具體值；可以通過對反射波的分析獲得錨桿的質(zhì)量水平，當應(yīng)力波反射傳播到錨桿桿頂時， 由原先裝置在錨桿桿頂處加速度或速度計應(yīng)力波傳感器采集測得。由于反射波的數(shù)據(jù)信息代表著錨桿質(zhì)量的相關(guān)信息。因此，對反射波攜帶的數(shù)據(jù)進行信息分析后，就可以得出錨桿質(zhì)量的完整程度，從而可以獲取錨桿的綜合安全性能指標。

綜上所述，無損檢測技術(shù)在對錨桿質(zhì)量進行檢測時，具有檢測操作簡便、檢測時間快、受周圍環(huán)境影響小、對巖體損壞程度小、檢測結(jié)果精度高、檢測結(jié)果可讀性高等優(yōu)點

4.無損檢測中錨桿錨固失效的分析

從大量巖土工程實踐中可知，錨桿失效表現(xiàn)形式主要有以下幾方面：

（1）錨桿桿體鋼筋拉斷。眾所周知，鋼筋是圍巖錨桿中的主要受力體，主要提供拉力，同時由于錨桿底端的絲扣部位，經(jīng)常性出現(xiàn)幾個應(yīng)力共同作用，使其該處發(fā)生應(yīng)力集中。當應(yīng)力增大到一定的程度時，則會使錨桿中的鋼筋拉斷。為了解決鋼筋被拉斷，實際工程中常采用對鋼筋進行熱處理，從而提高鋼筋的韌性，防止鋼筋拉斷現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）托板失效。由巖土工程可知，在實際工程中常發(fā)生錨桿托板失效現(xiàn)象，為了解決托板失效，實際工程施工時通常選用增大錨桿托板的厚度，或采用高強度鋼材等提高錨桿托板的耐壓性能，從而提高錨固結(jié)構(gòu)整體的性能。

（3）圍巖局部薄弱點破壞，致使錨空失效。大量巖土工程實踐表明，由于巖土圍巖局部薄弱部位發(fā)生破壞引起錨桿出現(xiàn)錨空失效現(xiàn)象的發(fā)生。當采用錨固錨桿技術(shù)進行巖土工程加固支護時，由于在圍巖中薄弱點處荷載產(chǎn)生的應(yīng)力分布不均勻，就會在圍巖的薄弱環(huán)節(jié)處出現(xiàn)局部破壞現(xiàn)象，從而導(dǎo)致錨桿的切向錨固力瞬間減小甚至消失，同時錨桿的徑向錨固力也隨之減小，引起錨固結(jié)構(gòu)支護性能大大降低，發(fā)生錨桿錨空失效現(xiàn)象。

結(jié)束語

從本文可以得知，巖土工程無損檢測技術(shù)是在電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)等高新技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的，其具有操作簡便、檢測速度快、受環(huán)境影響小、對巖體無損壞、數(shù)據(jù)結(jié)果精度高等特點，在建筑巖土工程錨桿質(zhì)量檢測領(lǐng)域中有非常大的發(fā)展空間。

參考文獻

[1]李義等.錨桿錨固狀態(tài)參數(shù)無損檢測及其應(yīng)用[J].巖土力學(xué)與工程學(xué)報，2004，23（10）：1741—1744.

[2]林維正.土木工程質(zhì)量無損檢測技術(shù)[M].北京.中國電力出版社.2008.

[3] 徐幀祥， 等. 巖土錨固技術(shù)與西部開發(fā)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[4] 周克印，周在杞，姚恩濤，等.建筑工程結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.