一种锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法

本发明属于工程支护，尤其涉及一种锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法。

背景技术：

1、锚杆或锚索属于隐蔽介质结构，长度长、体积小，所处工程环境复杂，其注浆饱满度和锚固质量检测评定是一个世界难题。现有规范指定的检测手段包括拉拔试验和小应变超声或声波检测。前者只能检测锚杆的抗拉拔参数，不能揭露锚杆锚索注浆饱满度，而且检测数量范围小，有很大的局限性；后者一定程度上能检定锚杆长度或入岩锚杆锚索局部存在的注浆缺陷，但受锚杆锚索长度或围岩条件制约，当锚杆锚索长度长或地质条件复杂时，小应变检测数据分析难度大，结果往往不可靠，也不能直接提供锚杆的锚固质量参数。总体来说，两种方法都非常有局限，且不能形成区域内锚杆锚索群中各独立单元的精细统计结果和宏观评定结论。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，该检测评定方法兼顾注浆饱满度和锚固质量，作业过程简便快捷，能够反映锚杆锚索独立的和区域锚固整体的质量状态。

2、为此，本发明提供的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，通过检测仪器逐一测量待测区域内所有锚杆/锚索各自独立的接地阻抗或电阻，针对全部实测锚杆/锚索按接地阻抗或电阻参数进行统计分析，对统计分析中接地阻抗或电阻参数极端分布区对应的锚杆/锚索进行拉拔试验，综合拉拔试验的结果和接地阻抗或电阻参数统计分布规律特征，判定锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量。

3、具体的，锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量具体评判过程如下：对归一化的阻抗或电阻参数的极值对应的锚杆/锚索进行拉拔试验，如果合格则可认为锚杆/锚索质量合格，否则依次对次极值对应锚杆/锚索继续进行拉拔试验，直至抗拉拔力合格为止，所有不符合抗拉拔试验的锚杆/锚索归于待整治对象；

4、待测区域内阻抗或电阻参数的分布符合正态分布，且极大值和极小值之间的相对差在5-20％以内，则认为注浆饱满度合格，否则则认为不合格。

5、具体的，当锚杆/锚索所在围岩富水时，取电阻或阻抗最小的对应锚杆/锚索做拉拔试验；当锚杆/锚索所在围岩干燥时，取电阻或阻抗最大的对应锚杆/锚索做拉拔试验.

6、具体的，实测阻抗或电阻参数用锚杆/锚索长度l作归一化。

7、具体的，所述检测仪器包括供电电源、远参考接地电极、多路电极转换开关、电极夹和分析仪；

8、所述远参考接地电极远离待测区域布设，所述供电电源的负极与所述远参考接地电极连接，正极依次与多路电极转换开关、电极夹和锚杆/锚索出露端头连接构成检测回路，所述分析仪用于对所述检测回路进行阻抗或电阻检测；

9、其中，

10、当所述供电电源为交流电源时，所述分析仪为阻抗分析仪；

11、当所述供电电源为直流电源时，所述分析仪为电阻分析仪。

12、具体的，所述供电电源为包括m个频率的组合电源，所述分析仪包括对应m个频率的参考信号源、m个锁相放大器和多路数字信号采集模块，所述锁相放大器的输入端接入检测回路电流、参考信号端接入参考信号源、输出端连接至数字信号模块采集电压幅度和相位相关信号。

13、具体的，测量回路电流通过串联在回路中的取样电阻来测量，锁相放大器利用锁相技术检测取样电阻两端的电压降。

14、具体的，在大于三倍锚杆/锚索长度且大于待测区域直径三倍的远区布设参考接地电极。

15、与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：

16、(1)利用锚杆/锚索入岩部分与周围岩土或砂浆接触的密贴度与直流电阻和交流阻抗之间的相关关系来宏观判定注浆饱满度或锚固质量，方法简便。

17、(2)利用统计分析的方法来划分一个工程条件相似的区域内施工锚杆/锚索可能的注浆饱满度或锚固质量状态，系统科学。

18、(3)结合了绝对测试(拉拔试验)和快速检测(电阻或阻抗)结果，结合统计分析来获得区域内锚杆/锚索锚固质量的综合状态——为区域锚杆/锚索加固稳定性评估和强化治理提供了客观依据。

19、(4)采用远参考接地电极，避免了由于不同锚杆/锚索位置差异导致的直流电阻或交流阻抗测量误差。

20、(5)本方法既可以针对刚性大的锚杆检测，也可以针对相对柔软的锚索检测。

21、该检测评定方法兼顾注浆饱满度和锚固质量，作业过程简便快捷，能够反映锚杆锚索独立的和区域锚固整体的质量状态。

技术特征：

1.一种锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：通过检测仪器逐一测量待测区域内所有锚杆/锚索各自独立的接地阻抗或电阻，针对全部实测锚杆/锚索按接地阻抗或电阻参数进行统计分析，对统计分析中接地阻抗或电阻参数极端分布区对应的锚杆/锚索进行拉拔试验，综合拉拔试验的结果和接地阻抗或电阻参数统计分布规律特征，判定锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量。

2.根据权利要求1所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于，锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量具体评判过程如下：对归一化的阻抗或电阻参数的极值对应的锚杆/锚索进行拉拔试验，如果合格则可认为锚杆/锚索质量合格，否则依次对次极值对应锚杆/锚索继续进行拉拔试验，直至抗拉拔力合格为止，所有不符合抗拉拔试验的锚杆/锚索归于待整治对象；

3.根据权利要求2所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：当锚杆/锚索所在围岩富水时，取电阻或阻抗最小的对应锚杆/锚索做拉拔试验；当锚杆/锚索所在围岩干燥时，取电阻或阻抗最大的的对应锚杆/锚索做拉拔试验。

4.根据权利要求3所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：实测阻抗或电阻参数用锚杆/锚索长度l作归一化。

5.根据权利要求1-4任一项所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：所述检测仪器包括供电电源、远参考接地电极、多路电极转换开关、电极夹和分析仪；

6.根据权利要求5所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：所述供电电源为包括m个频率的组合电源，所述分析仪包括对应m个频率的参考信号源、m个锁相放大器和多路数字信号采集模块，所述锁相放大器的输入端接入检测回路电流、参考信号端接入参考信号源、输出端连接至数字信号模块采集电压幅度和相位相关信号。

7.根据权利要求6所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：测量回路电流通过串联在回路中的取样电阻来测量，锁相放大器利用锁相技术检测取样电阻两端的电压降。

8.根据权利要求5所述的锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，其特征在于：在大于三倍锚杆/锚索长度且大于待测区域直径三倍的远区布设参考接地电极。

技术总结
本发明公开了一种锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量评定方法，通过检测仪器逐一测量待测区域内所有锚杆/锚索各自独立的接地阻抗或电阻，针对全部实测锚杆/锚索按接地阻抗或电阻参数进行统计分析，对统计分析中接地阻抗或电阻参数极端分布区对应的锚杆/锚索进行拉拔试验，综合拉拔试验的结果和接地阻抗或电阻参数统计分布规律特征，判定锚杆/锚索注浆饱满度和锚固质量。该检测评定方法兼顾注浆饱满度和锚固质量，作业过程简便快捷，能够反映锚杆锚索独立的和区域锚固整体的质量状态。

技术研发人员：朱德兵
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22