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中图分类号：E951
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0185-01
摘要：
在对建筑岩土工程锚杆锚固质量检测中常用的电磁波探测法和地震波-超声波探测法两类无损检测技术进行分析后，结合建筑岩土工程锚杆锚固失效机理，介绍了基于应力波的无损检测技术具体工作流程。
关键词：建筑岩土工程；锚杆锚固；无损检测技术
岩土锚固技术在矿山、水电、桥梁、建筑、公路、以及铁路等工程中作为主要的岩土永久性支撑体系，得到广泛推广使用，不仅技术较为完善而且使用量相当大。随着建筑工程建设步伐的不断加快，预应力锚索(杆)在建筑岩土工程中得到了快速发展，主要用于工程区边坡加固和地下建筑物工程的加固支护。由于建筑工程是一个涉及专业多、施工环境复杂的大系统，加上建设材料、施工技术、岩土地质条件等因素的共同影响，建筑岩土锚固结构系统在施工和后期运营使用过程中，必然会存在一些安全问题，具有一些缺陷。对于建筑岩土工程的锚杆-围岩支付加挂结构系统而言，从大量文献资料和实际工程经验可知，主要存在的缺陷有：锚杆体自身质量缺陷（如：锚杆材质不均匀、存在裂缝、孔洞等，锚杆杆体防腐措施不到位出现锈蚀等）、胶结体自身质量缺陷（如：密封胶结体密实度不够、内部存在孔洞、裂隙、以及“蜂窝”等）、密封胶结体与锚杆体、围岩等物体间的胶结性能不良；另外还可能存在建筑岩土工程建设区地质界面、软弱地层等不利地质条件对锚杆锚固工程质量造成影响。上述存在锚固性能缺陷的锚杆-围岩结构体系，在建筑过程中通常称为“缺陷锚杆”，缺陷锚杆不仅会影响整个工程的施工综合质量水平，而且还会为后期高效稳定运营埋下巨大的安全隐患。随着这些安全隐患不断产生和积累，就会大大降低建筑岩土工程的综合支付性能水平，甚至使具有永久支护的岩土工程出现失效等严重事故。因此，对建筑岩土工程的锚固结构存在的缺陷进行检测识别，通过无损检测进行质量诊断，并结合实时分析和补强技术，一直作为建筑岩土工程人员研究的一个重要课题［1］。
1 建筑岩土工程锚杆锚固质量无损检测技术
常规的静载荷质量检测方法在准确性、实时性、可靠性、以及大面积动态检测等方面均不能满足现代建筑岩土工程锚杆锚固质量大面积检测需求，无损检测技术主要利用一些辅助仪器设备对锚杆锚固质量进行动态检测，不仅能够准确检测分析出锚杆锚固质量水平，同时还不会对锚杆产生二次破坏，尤其适用于建筑岩土工程大面积探伤检测领域。岩土工程中无损探测技术主要利用与锚杆锚固质量检测相应硬件仪器设备、传感器、以及相应的数据信号处理器共同组成，从而利用系统的检测分析系统对岩土工程锚杆锚固质量水平进行系统检测和综合安全评估。用于建筑岩土工程的无损探测技术是在电子技术、传感器技术、计算机技术等高新技术不断完善的基础上发展起来的，经过岩土安全质量检测工作人员几十年的不断研究和工程应用，逐步形成了一整套完善的无损检测体系，并发展出了多种岩土工程无损检测方法，主要以电磁波探测法和地震波-超声波探测法最具代表性。电磁波无损检测法主要包括地质条件雷达、红外线温度场综合扫描探测法、射线探伤诊断法、以及光学成像法等。工程中常用的另一种无损探测技术地震波-超声波无损探测法主要包括高精度地震波法、瑞利波法、TSP法、以及声波（超声波）探伤法等。从两类岩土工程无损检测技术的工作机理来看，电磁波无损探测技术主要以电磁振荡激发形成对应的电磁波，通过对电磁波进行综合分析，获得相应的探测数据信息结果；地震波-超声波无损探测技术为机械震动激发形成地震波、声波（或超声波），然后利用相应计算单元对此类波形进行分析，形成对应的探测结果。
2建筑岩土工程锚杆锚固失效机理分析
从大量文献资料和实际工作经验可知，建筑岩土工程锚杆锚固失效机理主要表现在以下四个方面：
2.1杆体钢筋拉断。
杆体钢筋是整个岩土锚固体系中主要受力体，杆体钢筋拉断常出现在锚杆杆体尾部的丝扣部位，由于该处是一个应力集中点，很容易出现应力综合作用导致出现拉断问题。工程中常采用热处理，提高钢筋的韧性，从而防止出现杆体钢筋拉断失效现象。
2.2托板失效。
锚杆托板在实际应用中可能受到的最大压力与锚固锚杆的最大拉拔力相等，为了避免出现托板失效现象，通常采用高强度钢材、增大锚杆托板厚度等技术措施，提高托板耐压能力，提高整个锚固结构性能水平。
2.3粘结破坏。
粘结破坏是影响锚杆锚固质量的外部主要原因，在工程中通常表现为三种失效现象：a.锚固锚杆-粘结剂接触面间发生破坏；b.岩土围岩-粘结剂接触面间发生破坏；c. 软弱围岩抗剪强度一般小于7MPa，从早晨破坏面深入到围岩体内，形成粘结破坏。工程中通常采用树脂锚固剂和增加锚杆锚固长度等措施，防止出现岩土锚固结构出现粘结破坏现象。
2.4围岩局部破坏造成锚空失效。
从大量工程实际应用工程经验表明，锚固锚杆出现由于锚空失效的主要原因是由于岩土围岩局部发生破坏引起。当采用锚固锚杆或锚喷等技术进行岩土巷道工程支护时，由于荷载在围岩中某些薄弱点面出产生的应力不均匀，就会在某些薄弱环节处发生局部破坏，这样就会导致锚固锚杆的切向锚固力迅速减小甚至丧失，相应径向锚固力(托板托锚能力和粘结粘锚能力)也会随着大幅度减小，从而引起锚固结构支护性能发生大面积降低，出现更大范围的破坏［2］。
3 建筑岩土工程锚杆锚固质量无损检测
在进行建筑岩土锚杆锚固质量无损检测分析前，首先在搜集完围岩地质基本资料信息后，准确标定瞬态外力激振所产生的应力波速度大小，然后再利用相应数据自动采集装置动态获取反射波的数据信息，从而通过相应程序计算分析获得岩土锚杆长度、锚固质量水平等数据结果，基于应力波检测的无损检测技术具体工作流程如图1所示：
在进行数据分析时，如果频谱分析分析数据中应力波峰值的频率间隔量（即通常所说的频差Δf）存在大小不等、变化区间较大等现象时，则可以判断该锚固体内部砂浆的强度较高、握裹力较大；反之，当频差大小基本保持一致，且呈现等间距分布状态时，则可以判断砂浆强度较小、握裹力较小，利用这些基本经验结合动态检测数据信息就可以动态分析建筑岩土工程锚杆锚固质量水平。
4 结束语
建筑岩土工程无损检测技术是在电子技术、计算机技术、信号处理技术等高新技术不断发展基础上形成的，在岩土工程锚杆锚固质量水平检测领域具有非常强大的应用前景。
参考文献
［1］李义等.锚杆锚固状态参数无损检测及其应用［J］.岩土力学与工程学报，2004，23（10）：1741-1744.
［2］ 林维正.土木工程质量无损检测技术［M］.北京.中国电力出版社.2008.
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0185-01
摘要：
在对建筑岩土工程锚杆锚固质量检测中常用的电磁波探测法和地震波-超声波探测法两类无损检测技术进行分析后，结合建筑岩土工程锚杆锚固失效机理，介绍了基于应力波的无损检测技术具体工作流程。
关键词：建筑岩土工程；锚杆锚固；无损检测技术
岩土锚固技术在矿山、水电、桥梁、建筑、公路、以及铁路等工程中作为主要的岩土永久性支撑体系，得到广泛推广使用，不仅技术较为完善而且使用量相当大。随着建筑工程建设步伐的不断加快，预应力锚索(杆)在建筑岩土工程中得到了快速发展，主要用于工程区边坡加固和地下建筑物工程的加固支护。由于建筑工程是一个涉及专业多、施工环境复杂的大系统，加上建设材料、施工技术、岩土地质条件等因素的共同影响，建筑岩土锚固结构系统在施工和后期运营使用过程中，必然会存在一些安全问题，具有一些缺陷。对于建筑岩土工程的锚杆-围岩支付加挂结构系统而言，从大量文献资料和实际工程经验可知，主要存在的缺陷有：锚杆体自身质量缺陷（如：锚杆材质不均匀、存在裂缝、孔洞等，锚杆杆体防腐措施不到位出现锈蚀等）、胶结体自身质量缺陷（如：密封胶结体密实度不够、内部存在孔洞、裂隙、以及“蜂窝”等）、密封胶结体与锚杆体、围岩等物体间的胶结性能不良；另外还可能存在建筑岩土工程建设区地质界面、软弱地层等不利地质条件对锚杆锚固工程质量造成影响。上述存在锚固性能缺陷的锚杆-围岩结构体系，在建筑过程中通常称为“缺陷锚杆”，缺陷锚杆不仅会影响整个工程的施工综合质量水平，而且还会为后期高效稳定运营埋下巨大的安全隐患。随着这些安全隐患不断产生和积累，就会大大降低建筑岩土工程的综合支付性能水平，甚至使具有永久支护的岩土工程出现失效等严重事故。因此，对建筑岩土工程的锚固结构存在的缺陷进行检测识别，通过无损检测进行质量诊断，并结合实时分析和补强技术，一直作为建筑岩土工程人员研究的一个重要课题［1］。
1 建筑岩土工程锚杆锚固质量无损检测技术
常规的静载荷质量检测方法在准确性、实时性、可靠性、以及大面积动态检测等方面均不能满足现代建筑岩土工程锚杆锚固质量大面积检测需求，无损检测技术主要利用一些辅助仪器设备对锚杆锚固质量进行动态检测，不仅能够准确检测分析出锚杆锚固质量水平，同时还不会对锚杆产生二次破坏，尤其适用于建筑岩土工程大面积探伤检测领域。岩土工程中无损探测技术主要利用与锚杆锚固质量检测相应硬件仪器设备、传感器、以及相应的数据信号处理器共同组成，从而利用系统的检测分析系统对岩土工程锚杆锚固质量水平进行系统检测和综合安全评估。用于建筑岩土工程的无损探测技术是在电子技术、传感器技术、计算机技术等高新技术不断完善的基础上发展起来的，经过岩土安全质量检测工作人员几十年的不断研究和工程应用，逐步形成了一整套完善的无损检测体系，并发展出了多种岩土工程无损检测方法，主要以电磁波探测法和地震波-超声波探测法最具代表性。电磁波无损检测法主要包括地质条件雷达、红外线温度场综合扫描探测法、射线探伤诊断法、以及光学成像法等。工程中常用的另一种无损探测技术地震波-超声波无损探测法主要包括高精度地震波法、瑞利波法、TSP法、以及声波（超声波）探伤法等。从两类岩土工程无损检测技术的工作机理来看，电磁波无损探测技术主要以电磁振荡激发形成对应的电磁波，通过对电磁波进行综合分析，获得相应的探测数据信息结果；地震波-超声波无损探测技术为机械震动激发形成地震波、声波（或超声波），然后利用相应计算单元对此类波形进行分析，形成对应的探测结果。
2建筑岩土工程锚杆锚固失效机理分析
从大量文献资料和实际工作经验可知，建筑岩土工程锚杆锚固失效机理主要表现在以下四个方面：
2.1杆体钢筋拉断。
杆体钢筋是整个岩土锚固体系中主要受力体，杆体钢筋拉断常出现在锚杆杆体尾部的丝扣部位，由于该处是一个应力集中点，很容易出现应力综合作用导致出现拉断问题。工程中常采用热处理，提高钢筋的韧性，从而防止出现杆体钢筋拉断失效现象。
2.2托板失效。
锚杆托板在实际应用中可能受到的最大压力与锚固锚杆的最大拉拔力相等，为了避免出现托板失效现象，通常采用高强度钢材、增大锚杆托板厚度等技术措施，提高托板耐压能力，提高整个锚固结构性能水平。
2.3粘结破坏。
粘结破坏是影响锚杆锚固质量的外部主要原因，在工程中通常表现为三种失效现象：a.锚固锚杆-粘结剂接触面间发生破坏；b.岩土围岩-粘结剂接触面间发生破坏；c. 软弱围岩抗剪强度一般小于7MPa，从早晨破坏面深入到围岩体内，形成粘结破坏。工程中通常采用树脂锚固剂和增加锚杆锚固长度等措施，防止出现岩土锚固结构出现粘结破坏现象。
2.4围岩局部破坏造成锚空失效。
从大量工程实际应用工程经验表明，锚固锚杆出现由于锚空失效的主要原因是由于岩土围岩局部发生破坏引起。当采用锚固锚杆或锚喷等技术进行岩土巷道工程支护时，由于荷载在围岩中某些薄弱点面出产生的应力不均匀，就会在某些薄弱环节处发生局部破坏，这样就会导致锚固锚杆的切向锚固力迅速减小甚至丧失，相应径向锚固力(托板托锚能力和粘结粘锚能力)也会随着大幅度减小，从而引起锚固结构支护性能发生大面积降低，出现更大范围的破坏［2］。
3 建筑岩土工程锚杆锚固质量无损检测
在进行建筑岩土锚杆锚固质量无损检测分析前，首先在搜集完围岩地质基本资料信息后，准确标定瞬态外力激振所产生的应力波速度大小，然后再利用相应数据自动采集装置动态获取反射波的数据信息，从而通过相应程序计算分析获得岩土锚杆长度、锚固质量水平等数据结果，基于应力波检测的无损检测技术具体工作流程如图1所示：
在进行数据分析时，如果频谱分析分析数据中应力波峰值的频率间隔量（即通常所说的频差Δf）存在大小不等、变化区间较大等现象时，则可以判断该锚固体内部砂浆的强度较高、握裹力较大；反之，当频差大小基本保持一致，且呈现等间距分布状态时，则可以判断砂浆强度较小、握裹力较小，利用这些基本经验结合动态检测数据信息就可以动态分析建筑岩土工程锚杆锚固质量水平。
4 结束语
建筑岩土工程无损检测技术是在电子技术、计算机技术、信号处理技术等高新技术不断发展基础上形成的，在岩土工程锚杆锚固质量水平检测领域具有非常强大的应用前景。
参考文献
［1］李义等.锚杆锚固状态参数无损检测及其应用［J］.岩土力学与工程学报，2004，23（10）：1741-1744.
［2］ 林维正.土木工程质量无损检测技术［M］.北京.中国电力出版社.2008.