新中国成立以来我国在水利水电工程、隧道工程、铁路公路建设、城市基础设施建设等领域热火朝天开展的同时,对维持土壤和围岩的稳定性提出了更高的要求,而传统的支护手段采用钢架、砌碹等方式不仅施工复杂价格昂贵而且支护效果很一般。而锚杆锚固技术具有支护效果好、施工方便、经济性良好等优点,所以锚杆锚固技术在上述基建领域迅速得到广泛的使用,对于检测每根锚杆是否起到其支护加固作用显得尤为重要。本文的具体研究内容如下:(1)对课题的研究背景及意义进行阐述,论述了磁致伸缩导波检测原理,推导了磁致伸缩换能机理和多场之间的换能方程,使用MATLAB软件绘制了自由锚杆和锚固的频散曲线,为电磁超声换能器的研究提供理论依据。(2)使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立三维的自由锚杆检测模型,通过数值模拟和实验方式对一发一收式电磁超声换能器参数选取进行研究,包括激励和接收线圈直径的选取,激励端接收端偏置磁场长度选取,屏蔽环材料尺寸厚度的选取,以及添加铁磁性材料对换能效率的影响。根据仿真和实验得到的一发一收式电磁超声换能器参数的选取结果,不仅能够提升电磁超声换能器的换能效率还能够为今后实际工程应用提供重要的依据。(3)针对锚固检测中自由端距离短的情况,搭建自激自收式锚杆锚固检测平台,通过实验方式对自激自收式电磁超声换能器进行研究,选取了最佳的自激自收式换能器参数,包括自激自收线圈直径和偏置磁场长度的选取,提高了自激自收式电磁超声换能器的换能效率,改善了锚固检测中底端和缺陷回波信号弱的情况,使得回波信号特征明显易于分析。(4)通过一发一收式检测平台对自由锚杆和带缺陷的自由锚杆进行检测;在自激自收式锚杆锚固检测平台,对锚固不同位置缺陷进行检测。针对回波信号含有大量噪声的问题,采用变分模态分解-小波阈值降噪算法进行滤波,与传统滤波算法对比得出,本文的降噪算法在锚杆质量检测的准确性更高。