一种检测地下锚杆长度的方法技术

本发明专利技术提供了一种检测地下锚杆长度的方法。该方法具体是通过对被检测目标锚杆施加一定频率的交变电流，然后在被测锚杆附近且与被检测锚杆平行的辅助检测孔内测量锚杆产生的交变电磁场的分布特征，绘制锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H

【技术实现步骤摘要】
一种检测地下锚杆长度的方法


[0001]本专利技术属于利用电磁法探测地下金属锚杆长度的方法，具体是通过对被检测目标锚杆施加一定频率的交变电流，然后在被测锚杆附近且与被检测锚杆平行的辅助检测孔内测量锚杆产生的交变电磁场的分布特征，从而确定锚杆长度的检测地下锚杆长度的方法。
[0002]背景介绍
[0003]锚杆是现代工程建设中应用非常广泛的受拉构件，不仅在矿山巷道、边坡加固、隧道、水利坝体中广泛应用，因其结构简单及施工方便、成本低和适应性强等特点，在现代城市工程建设领域得到了广泛的应用。但近几年在工程建设领域出现了许多抗拔抗拉锚杆施工长度达不到设计要求的偷工减料的行为，因锚杆长度不足造成锚固力达不到设计要求，出现了边坡塌陷、楼体底板结构破坏、建筑物结构破坏上浮等一系列问题，如何高效、准确、无损、随机地检测锚杆长度的问题就被提了出来，针对锚杆长度的无损检测方法研究和相关检测规范的制定被越来越重视，锚杆长度检测已成为工程验收的必检项目之一，对工程建设质量的控制具有重要的意义。
[0004]现有针对锚杆长度的检测技术是声波反射法，该方法设备轻便、成本低、速度快，但受锚固体与围岩之间的波速差异、杆体与粘结材料粘结效果影响较大，有效检测长度一般小于10米；TDR技术近些年来在国内外开始用于锚杆长度检测，但这种检测技术的应用前提是在每根锚杆施工时都要同时埋设与锚杆平行的导线，增加施工成本，且施工人员仍有可能以增加导线长度来减少锚杆长度来进行偷工减料，故需要一种彻底杜绝在锚杆施工中偷长度的检测方法来进行锚杆的施工验收检测。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足提供了一种检测地下锚杆长度的方法，该方法通过对被检测目标锚杆施加一定频率的交变电流，然后在被测锚杆附近且与被检测锚杆平行的辅助检测孔内测量锚杆产生的交变电磁场的分布特征，从而确定锚杆长度，其判断方法简单准确，并可利用一个钻孔检测其有效范围内周围的多根锚杆。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种检测地下锚杆长度的的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
[0007](1)在距离被检测锚杆锚筋的3米范围内布置直径60mm～110mm检测辅助钻孔，保持钻孔与锚杆相对平行，钻孔深度大于锚杆设计施工长度至少5米；
[0008](2)利用发射机对被检测锚杆锚筋以充电法或夹钳法加载一定频率的交变电流，在钻孔内用接收机测量锚杆锚筋产生的交变磁场强度H，首先将接收机探头置于孔底接收第一个采样点磁场强度，然后匀速提升接收机探头，提升速率为0.1m/s～0.15m/s，测点间距为0.05m～0.1m，提升探头过程中记录探头位于钻孔的深度L及该L处测到的交变磁场强度H
L
，并绘制锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
；
[0009](3)根据锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
，计算出相邻两个测点的交变磁场强度差dH
L
和相邻两个测点的长度差dL，得到任意两个相邻测点的交
变磁场强度梯度dH
L
/dL，并绘制出交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL；
[0010](4)利用步骤(2)中绘制的锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及步骤(3)中绘制的交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL判定锚杆锚筋长度，在锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及的交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL出现拐点畸变的位置即为锚杆锚筋的底端位置，此时对应的深度即锚杆锚筋的长度L。
[0011]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)中的检测辅助钻孔是通过钻机钻孔形成，采用非磁性材料套管护壁，管内径为50mm～100mm，且电磁磁场接收机探头能在钻孔内自由升降。
[0012]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中的充电法是将一定频率的探测仪发射机交流电源一端接到锚杆锚筋的出露部分，另一端与远离接点的接地电极相接即为单端充电，此时锚杆锚筋与大地及电源之间形成了电流回路，锚杆周围产生交变磁场；所述步骤(2)中的夹钳法也称为线圈感应法，用专用夹钳套住被检测锚杆锚筋，使锚杆锚筋中产生感应电流，进而在锚杆周围产生二次环形交变磁场，用接收机在辅助检测钻孔内接收由锚杆锚筋产生的交变磁场；所述步骤(2)中接收机探头置于孔底接收第一个采样点磁场强度为零并记录增益。
[0013]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(3)中的dH
L
＝H
i+1
‑
H
i
,其中H
i
是第i测点所测交变磁场强度，H
i+1
是第i+1测点所测交变磁场强度；交变磁场强度梯度dH
L
/dL是相邻两个测点的交变磁场强度差dH
L
与测点间距dL的比值。
[0014]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(4)对锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
计算其分贝值：
[0015][0016]式中：dB为H
L
曲线的分贝值，即对H
L
求20倍的常用对数值；
[0017]H
L
为接收探头在深度L处所测得交变磁场强度；
[0018]根据上式计算的dB值绘制dB曲线，并结合锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL判断锚杆锚筋的底端位置L；三条曲线的畸变点位置即为锚杆锚筋的底端位置，此时对应的深度即锚杆锚筋的长度L。
[0019]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中的接收机应至少具有两个相互垂直的接收线圈，且两个相互垂直的接受线圈所测的交变磁场强度H可以独立记录并可以线性叠加。
[0020]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中的接收机内设有三个相互垂直的接受线圈和独立的处理电路，且接收探头设置在密封防水腔内。
[0021]本专利技术进一步的技术方案：所述步骤(4)中交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及的交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL出现拐点畸变的位置不一致存在误差时，当误差小于测试步长时，求其深度的平均值，当误差大于测试步长时，在畸变点上下1米的范围内减小测试步长加密测点直到其深度误差小于步长为止，求其两个深度的平均值即可。
[0022]本专利技术中的接收机应至少具有两个相互垂直的接收线圈，且两个相互垂直的接受
线圈所测的交变磁场强度H可以独立记录并可以线性叠加，以防止接收机钻孔内偏转造成所测交变磁场强度H偏小。本专利技术中将接收机探头一次性放到孔底，调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测地下锚杆长度的的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：(1)在距离被检测锚杆锚筋的3米范围内布置直径60mm～110mm检测辅助钻孔，保持钻孔与锚杆相对平行，钻孔深度大于锚杆设计施工长度至少5米；(2)利用发射机对被检测锚杆锚筋以充电法或夹钳法加载一定频率的交变电流，在钻孔内用接收机测量锚杆锚筋产生的交变磁场强度H，首先将接收机探头置于孔底接收第一个采样点磁场强度，然后匀速提升接收机探头，提升速率为0.1m/s～0.15m/s，测点间距为0.05m～0.1m，提升探头过程中记录探头位于钻孔的深度L及该L处测到的锚杆锚筋交变磁场强度H
L
，并绘制锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
；(3)根据锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
，计算出相邻两个测点的交变磁场强度差dH
L
和相邻两个测点的长度差dL，得到任意两个相邻测点的交变磁场强度梯度dH
L
/dL，并绘制出交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL；(4)利用步骤(2)中绘制的锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及步骤(3)中绘制的交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL判定锚杆锚筋长度，在锚杆锚筋交变磁场强度随探头所处钻孔深度变化的曲线H
L
及的交变磁场强度梯度随探头所处钻孔深度变化的曲线dH
L
/dL出现拐点畸变的位置即为锚杆锚筋的底端位置，此时对应的深度即锚杆锚筋的长度L。2.根据权利要求1所述的一种检测地下锚杆长度的的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的检测辅助钻孔是通过钻机钻孔形成，采用非磁性材料套管护壁，管内径为50mm～100mm，且电磁磁场接收机探头能在钻孔内自由升降。3.根据权利要求1所述的一种检测地下锚杆长度的的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的充电法是将一定频率的探测仪发射机交流电源一端接到锚杆锚筋的出露部分，另一端与远离接点的接地电极相接即为单端充电，此时锚杆锚筋与大地及电源之间形成了电流回路，锚杆周围产生交变磁场；所述步骤(2)中的夹钳法也称为线圈感应法，用专用夹钳套住被检测锚杆锚筋，使锚杆锚筋中产生感应电流，进而在锚杆周围产生二次环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明堂，孟照辉，张世晖，吴梦军，刘宏华，刘强，高靖轩，刘康，黎明，
申请(专利权)人：湖北中冶建设工程检测有限公司深圳市房屋安全和工程质量检测鉴定中心中国地质大学武汉武汉岩海工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：