钢花管因其管体上带有梅花形布置的注浆小孔而得名。作为管棚支护结构中的主要组成部分，钢花管被广泛应用于公路和铁路隧道、水电站地下厂房、国防和人防工程以及城市建设等地下工程建设中。钢花管的施工质量及其服役状况的好坏是其能否发挥最佳支护效果的关键。因此，在役钢花管的长度测量是十分必要的。作为无损检测技术的研究热点，导波方法特别适用于杆、管、板等结构的检测。大多数检测方法对钢花管这种具有特殊几何形状的结构难以进行很好的检测，而导波无损检测技术在钢花管长度测量问题上具有一定的潜力和优越性。　　 本课题对利用低频导波检测管棚支护结构中的钢花管长度进行了实验研究和有限元数值模拟。主要研究内容如下：　　 （1）利用导波检测的实验系统，对钢花管长度的导波无损检测问题进行了实验研究。优化了传感器布置工艺以及电极接线方案，确保激励出比较单一的纵向轴对称模态导波。通过实验研究，选取了适合钢花管长度测量的导波模态以及特定检测频率，优化了适合激励最佳模态导波的传感器参数。实验结果表明，低频纵向轴对称模态导波对钢花管进行长度无损检测是可行的，并选取了适合钢花管长度测量的低频导波模态以及其检测频率。　　 （2）实验研究了各种因素对导波检测效果的影响。研究了钢花管管体上注浆小孔的数量对导波检测能力以及导波群速度的影响。研究了钢花管周围所包裹的水泥介质对导波检测效果的影响。利用FIR数字滤波器对检测信号进行了处理，减小了检测信号中的高频分量，使信号辨识更为容易。研究了管端的尖头结构对导波检测效果的影响。　　 （3）利用有限元软件ANSYS，对利用低频纵向轴对称模态导波检测钢花管的长度问题进行了数值模拟。通过仿真研究，验证了钢花管导波检测的可行性以及检测中所用激励信号中心频率的特殊性。仿真研究了钢花管管体上注浆小孔的数量对导波检测能力以及导波群速度的影响，并与实验结果进行了对比。仿真研究了钢花管管体上注浆小孔的直径对导波检测能力以及导波群速度的影响。