超聲導波在錨桿中的傳播速度的實驗與模擬研究.pdf

1、在巖土工程和礦井建設(shè)中，巖土錨固技術(shù)是指利用具有較大剛度、強度等力學性能的金屬桿與周圍巖體一起組成錨固體系，以此來加強和支護巖體與土體，同時發(fā)揮和調(diào)動巖土體的自身強度和自穩(wěn)能力并最終實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的錨固工程技術(shù)。由于其顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，巖土錨固工程技術(shù)在世界各國得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。在錨固結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，由于錨固施工過程中很難避免灌漿時候的裂隙和空洞，無法保證灌漿的密實度。此外，由于在服役一定時間后，常因地質(zhì)條件的變化或者爆破、

2、重型機械和地震力引發(fā)的沖擊從而導致錨桿失效。在重大工程結(jié)構(gòu)中埋設(shè)的錨桿若發(fā)生失效，會造成巨大的經(jīng)濟損失甚至災(zāi)難性的后果。因此，為了避免在各類巖土工程中發(fā)生事故，保證施工過程的安全進行，提高結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性成為每個重大工程建設(shè)中都必須重視的問題。這一問題的解決則需要掌握準確可靠、方便實用的檢測技術(shù)來實現(xiàn)。所以，在采用金屬桿支護的錨固工程中，必須對金屬桿錨固質(zhì)量進行安全、準確的檢測。但是目前檢測錨桿錨固質(zhì)量的方法尚待完善，比較傳統(tǒng)的拉拔

3、法和取芯法都具有極大的破壞性，只能做抽樣的檢查，無法對實際中的情況做出全面的檢測。隨著國內(nèi)外研究者在管道結(jié)構(gòu)體系中成功應(yīng)用超聲導波法檢測裂紋缺陷，又提出了將該方法使用在巷道圍巖支護中的錨桿檢測中。在這一新的領(lǐng)域中，超聲導波的傳播理論日益完善，在實驗和模擬中也取得了很好的效果，但是要想將這一方法系統(tǒng)地運用到工程實踐中還需要進一步的研究。本文首先對前人得出的超聲導波在柱狀波導中的傳播理論進行分析，總結(jié)這些理論結(jié)果，在實驗室制作模型，通過大量

4、實驗研究來分析所得數(shù)據(jù)，詳細解釋了超聲導波在錨固錨桿和自由桿中的傳播規(guī)律，探究了一種利用高頻超聲導波來檢測錨桿長度的新方法，為將超聲導波應(yīng)用于實際工程中的錨桿錨固質(zhì)量的無損檢測奠定了基礎(chǔ)。數(shù)值模擬作為一種快速有效的方法，通過計算機便可以準確的來模擬實際中超聲導波在錨桿中的傳播，可以很好的指導實驗室的研究工作，本文應(yīng)用Ansys-Lsdyna軟件進行了簡單的模擬，驗證了導波的頻散規(guī)律，并和實驗中的結(jié)果進行對比，有效地指導實驗過程中各參數(shù)的