锚杆锚固质量无损检测技术研究

基于锚固体系的锚杆动力学和一维波动理论，研究了锚固体系的振动特征和锚固体系中应力波的传播规律，进而提出了快速检测锚杆锚固质量的应力波反射法，并实际运用于太原东山煤矿巷道锚杆施工质量的检测．     

基于声频应力波法的隧道锚杆无损检测应用研究

锚杆的锚固质量关系到锚固结构的安全性,对其进行安全可靠的检测至关重要,根据无损检测理论,通过对应力波在一维杆结构体系传播的规律分析,由施工工艺缺陷在无损检测中的波形来判断锚杆的长度以及密实度情况。对某隧道工程10根?25的中空注浆锚杆的无损检测,检测结果与实际情况没有太大差异。分析表明基于声频应力波法的锚杆无损检测是可行的,声频应力波法能快速、准确地检测出锚杆质量。     

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用

为了明确实测波形跟锚固质量、检测方式之间的关系,基于应力波反射法检测的原理、方法以及应力波的传播理论,针对不同检测要素,分别进行了锚杆模型试验、锚杆检测工作模式试验、锚杆固结前后试验,并结合工程实例,分析探讨了无损检测技术在锚杆锚固质量评价中的应用.     

锚杆锚固质量检测在铁路工程中的应用

锚杆锚固技术在边坡支护和隧道施工中已经普遍使用,作为隐蔽性的重要工程,对其质量进行检测是非常必要的。结合工程实例,对同一组锚杆同时进行应力波反射法及拉拔试验,通过对锚杆密实度、缺陷位置及长度进行分析,并对比锚杆的密实度与拉拔伸长量成果。结果表明,应力波反射法可判断锚杆质量类别,锚固密实度与拉拔伸长量呈反比关系,证明应力波反射法在铁路工程锚杆锚固质量检测中的应用切实可行,可为边坡支护和隧道工程锚杆质量提供更好的保障。     

锚杆无损检测技术及其在工程中的应用

为了明确实测波形跟锚固质量、检测方式之间的关系，基于应力波反射法检测的原理、方法以及应力波的传播理论，针对不同检测要素，分别进行了锚杆模型试验、锚杆检测工作模式试验、锚杆固结前后试验，并结合工程实例，分析探讨了无损检测技术在锚杆锚固质量评价中的应用．     

基于柱状多层介质模型的锚杆锚固质量声波检测理论正演研究

针对当前锚杆质量检测理论存在的一些问题,提出以柱状多层固体介质模型为基础研究声波在锚杆-锚固介质-围岩体系中的传播规律,并在该模型条件下进行了数值计算.结果表明,基于柱状多层介质模型的理论用于锚杆锚固质量检测是可行的,实际工作中可以利用其特征参数对锚杆锚固质量进行评价.对于锚杆长度,可以通过反射波旅行时间给予确定;对于水泥胶结情况,可以利用地层波的幅度变化和导波模式波（高频）的特征确定.     

锚杆无损检测技术在水电站工程中的应用与探索

锚杆锚固质量无损检测法——超声波反射法,或称音频应力波反射法,包括锚杆长度检测和灌浆密实度检测两方面,其理论依据是一维波动理论。本文选取了具有典型代表的工程锚杆和试验锚杆进行了检测、分析和对比,结果表明无损检测是一种十分有效的检测技术,能成功有效地对锚杆锚固质量进行检测和分级,确保了工程质量。     

基于阻尼相关系数的锚杆瞬态响应的数学模型

研究锚杆体-锚固介质系统共同作用时弹性波的传播规律,采用与应变相关的阻尼器和与速度相关的阻尼器并行耦合来模拟锚固介质与锚杆体间相互作用,建立锚杆瞬态动测响应的数学模型,讨论其反射特性,通过该模型得出的理论瞬态响应曲线,与实测结果基本吻合,同时发现K1(等效应变阻尼系数)和K2(等效速度阻尼系数)与锚固介质和锚杆体间相互耦合效果相关,K1决定弹性波沿杆体传播能量衰减的速率,K2决定弹性波在杆体某处振动能量的衰减速率。     

电磁法检测锚固质量初探

近年来,锚杆、锚固质量的无损检测技术得到了较快的发展,目前的研究主要集中在应力波反射法上,但该方法还需要进一步的研究,以解决应力波反射信号变弱甚至消失后的问题。本文讨论了一种新的锚固质量无损检测方法——“电磁法”。在最简化物理模型基础上推导出对锚杆加载交变电流时地面磁感应强度分布规律的公式,据此正演计算并作出了几组磁感应强度归一化曲线,提出磁感应强度曲线计算机拟合反演方法可望检测出空锚段比例和空锚段的位置,成为锚固质量检测的一种新的技术方法。     

不同围岩级别和锚固介质下锚杆动测波形特征分析

基于应力波反射法,通过不同围岩级别和锚固介质中锚杆的瞬态动力响应实验研究,对锚杆的加速度响应曲线的波形特征进行分析.结果表明,随着龄期的增长,固端反射信号非常强烈,而底端反射信号越来越微弱,甚至很难识别;围岩和锚杆介质均匀密实的锚杆其信号相对平缓一些.     

全长粘结型锚杆的界面元分析

利用界面元法来研究岩体中的不连续问题是非常有效的.通过构建界面元精化模型,系统分析了拉拔作用下全长粘结型锚杆的杆侧正应力分布特征及其破坏过程、灌浆体应力特征及其破坏过程及不同锚杆直径（DB）下杆侧剪应力的分布,获得全长粘结型锚杆的工作机理.     

非局部摩擦模型的核函数研究及其在锚杆中应用

为研究非局部摩擦理论中核函数的性质及其选取原则,在Oden等提出的非局部摩擦模型的基础上,分别采用指数型、三角函数型、负指数型和幂函数型等4种函数作为非局部摩擦模型中的核函数,并利用Mindlin问题的位移解导出的全长黏结式锚杆沿杆体表面所受剪应力的弹性解,对全长黏结式锚杆进行非局部摩擦分析.研究表明,基于这几种核函数的非局部摩擦模型以及局部摩擦模型所得到的剪应力分布大致相似.通过与实验数据对比可知,采用负指数函数的核函数形式计算所得锚杆侧剪应力分布比其他形式更接近于实验值.     

自由锚杆中超声导波的最优激发波研究

为了选择自由锚杆中超声导波的最优激发波,利用组装的超声导波无损检测系统,用R6和R3组成不同组合的探头对1．3m的自由锚杆进行了40～100kHz频率导波测试,周期为1～5。结果表明,最佳探头组合是R6-R6,最优激发波周期为5,最佳测试波频率范围为40～50kHz;再用R6-R6组合5个周期激发波在40-50kHz频率范围进行检测,确定最优激发波频率为45kHz。结果与理论分析基本吻合,可为锚固锚杆和缺陷检测提供依据。     

A new analytical solution for calculation the displacement and shear stress of fully grouted rock bolts and numerical verifications

In presence of difficult conditions in coal mining roadways, an adequate stabilization of the excavation boundary is required to ensure a safe progress of the construction. The stabilization of the roadways can be improved by fully grouted rock bolt, offering properties optimal to the purpose and versatility in use. Investigations of load transfer between the bolt and grout indicate that the bolt profile shape and spacing play an important role in improving the shear strength between the bolt and the surrounding strata. This study proposes a new analytical solution for calculation displacement and shear stress in a fully encapsulated rock bolt in jointed rocks. The main characteristics of the analytical solution consider the bolt profile and jump plane under pull test conditions. The performance of the proposed analytical solution, for three types of different bolt profile configurations, is validated by ANSYS software. The results show there is a good agreement between analytical and numerical methods. Studies indicate that the rate of displacement and shear stress from the bolt to the rock exponentially decayed. This exponential reduction in displacement and shear stress are dependent on the bolt characteristics such as: rib height, rib spacing, rib width and grout thickness, material and joint properties.     

A local homogenization approach for simulating the reinforcement effect of the fully grouted bolt in deep underground openings

Fully grouted bolts are a key component of the support system for underground openings. Although considerable effort has been made in the simulation of the reinforcement effect of the fully grouted bolts on the rock masses surrounding underground openings, most of the work has limited significance since the structural element approach is used. This study proposes a local homogenization approach (L-H approach) that integrates elastoplastic mechanics, composite mechanics, and analytical approaches with numerical simulation to effectively simulate the reinforcement effect of the fully grouted bolt on deep surrounding rock masses. In the L-H approach, the representative volume of bolted rock mass (RVBRM) with a fully grouted bolt is established based on the original mesh model utilized in the rockbolt element approach. The RVBRM is a regular quadrangular prism with a cross-sectional size equal to the bolt spacing and a length equal to the bolt length. The RVBRM is homogenized by the L-H approach from a unidirectional bolt-reinforced composite into a homogeneous transversely isotropic medium whose mechanical properties are described by a new transversely isotropic elastoplastic model. The L-H parameters for the RVBRM are obtained using analytical approaches, composite mechanics, and known parameters of the rock mass and bolt. Using the L-H approach, the reinforcement effect of the fully grouted bolt on the bolted rock specimen and the surrounding rock mass in Jinping II Diversion Tunnel #2 with a depth greater than 2000 m is simulated. The results show that the predictions of the L-H approach are more in agreement with the physical model results of bolted rock specimen and provide a more realistic response of the bolted surrounding rock mass. The L-H approach demonstrates that fully grouted bolts with common bolt spacings and diameters substantially enhance the elastic modulus, shear strength, and tensile strength of the rock mass in the direction of the bolt axis.     

全长粘结式灌浆锚杆锈胀机制研究

针对埋设在地下特殊环境条件下全长粘结式灌浆锚杆存在因锈胀致裂,导致结构失效的实际情况,以弹性理论为基础,根据锚杆、灌浆材料以及围岩体三者之间变形协调关系、荷载平衡条件,研究了锚杆锈胀导致灌浆或岩体开裂,进而加速锚杆锈蚀破坏的机制问题,讨论了锚杆锈胀量、灌浆材料特性、保护层厚度以及围岩体力学性质对锚杆锈胀力的影响。结果表明:锚杆锈胀力随着钢筋锈蚀率的增加而增加,随钢筋保护层厚度的增加而减少;砂浆与围岩体之间的锈胀力随砂浆强度、围岩强度的增加而增加,钢筋与砂浆之间的锈胀力随围岩强度的增加而增加,随砂浆强度的增加而降低。