高频超声导波检测锚杆锚固长度技术研究

"该文研究了高频超声导波在检测锚杆有效锚固长度中的应用，通过在1~15 MHz频率范围内对不同锚固质量的锚杆进行实验，发现特定频率下的导波传播速度几乎不受锚固质量影响，从而提出了一种计算锚杆锚固长度的方法。" 在煤矿巷道支护中，锚杆的锚固质量是保障巷道稳定性的重要因素之一。锚杆的有效锚固长度直接影响其支护效果，因此，准确测量锚杆的实际锚固长度至关重要。传统的检测方法通常依赖于破坏性检查或者间接测量，这些方法可能存在一定的局限性和不确定性。高频超声导波技术作为一种非破坏性的检测手段，近年来在结构健康监测和缺陷检测领域得到了广泛应用。 本文主要探讨了高频超声导波在锚杆检测中的应用。研究者选取了1到15 MHz的频率范围，对多种锚固状态的锚杆进行了频率扫描实验，目的是揭示导波在不同锚固条件下的传播特性。通过对实验数据的分析，他们得到了群速度与频率的关系曲线。结果显示，在特定频率区间（2.007~2.312 MHz和3.266~3.491 MHz）内，导波在不同锚固质量的锚杆中传播速度基本保持不变，这意味着锚固质量对高频超声导波的传播速度影响极小。这一发现为利用超声导波技术来无损检测锚杆的自由段长度提供了可能。 通过检测在这些特定频率下导波在自由锚杆中的传播速度，可以推算出锚杆未被混凝土或其他介质锚固的部分长度，即有效锚固长度。这种方法具有非侵入性、快速且准确的特点，为矿井安全提供了更为可靠的技术支持。同时，它也为未来改进锚杆设计、优化支护方案提供了依据。 高频超声导波技术为锚杆有效锚固长度的检测提供了新的思路，它的应用有望提高锚杆支护的质量控制和安全性评估，对于提升矿井安全水平具有重要意义。这一研究结果不仅对煤矿工程，也对其他领域的结构安全检测具有借鉴价值。