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中，巖土錨固技術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)揮和調動巖土體的自身強度和自穩(wěn)能力并最終實現工程結構穩(wěn)定的錨固工程技術。由于其顯著的經濟效益和社會效益，巖土錨固工程技術在世界各國得到了廣泛的發(fā)展和應用。在錨固結構系統(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。在重大工程結構中埋設的錨桿若發(fā)生失效，會造成巨大的經濟損失甚至災難性的后果。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，提高結構的可靠性、安全性成為每個重大工程建設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來實現。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量進行安全、準確的檢測。但是目前檢測錨桿錨固質量的方法尚待完善，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。隨著國內外研究者在管道結構體系中成功應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，總結這些理論結果，在實驗室制作模型，通過大量

4、實驗研究來分析所得數據，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，為將超聲導波應用于實際工程中的錨桿錨固質量的無損檢測奠定了基礎。數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，并和實驗中的結果進行對比，有效地指導實驗過程中各參數的