一种测定锚杆中应力波传播速度的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410317340.7

申请日:

2014.07.04

公开号:

CN104089695A

公开日:

2014.10.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G01H 5/00申请日:20140704|||公开

IPC分类号:

G01H5/00

主分类号:

G01H5/00

申请人:

南华大学

发明人:

孙冰; 郭闪闪; 曾晟; 陈振富; 王富林; 郑绪涛; 邓显石; 张海峰

地址:

421001 湖南省衡阳市学院路1号

优先权:

专利代理机构:

北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350

代理人:

汤东凤

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内容摘要

本发明公开了一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,在锚杆不同测段分别布置传感器;读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置Xi(i=1,2,3,4,5):0.00、0.70、1.30、1.90、2.45(单位:m);Xi为第i个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差Δt,波速的计算公式Cv=(Xi+1-Xi)/Δt,Δt=ti+1-ti计算,其中,ti为第i个传感器信号起跳点时间。本发明通过多点布测的方式能准确,方便的解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大出入的问题。

权利要求书

1.  一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,其特征在于,该测定锚杆中应力波传播速度的方法包括:
在锚杆不同测段分别布置传感器;
读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置Xi(i=1,2,3,4,5):0.00、0.70、1.30、1.90、2.45(单位:m);Xi为第i个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;
在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差Δt,波速的计算公式Cv=(Xi+1-Xi)/Δt,Δt=ti+1-ti计算,其中,ti为第i个传感器信号起跳点时间。

说明书

一种测定锚杆中应力波传播速度的方法
技术领域
本发明属于锚杆无损检测技术领域,尤其涉及一种测定锚杆中应力波传播速度的方法。
背景技术
在现有的锚杆无损检测中应力波速的大小是一个很重要的参数,是判断锚杆锚固质量及确定缺陷位置的重要依据。然而目前的研究表明通过计算的方式准确确定波速大小存在一定困难,为了达到量化波速的目的,现有无损检测研究是通过在锚杆顶端布置传感器,通过锚杆设计长度和读取反射信号峰值与初始峰值时间差来确定。然而锚杆的应力波在传播过程中随锚杆波阻抗的变化而变化,当存在缺陷时,波阻抗会发生变化,仅通过顶端传感器测得的波速为锚杆总体的平均波速,其本身对锚杆缺陷不敏感,且在确定缺陷位置时与实际情况有较大出入。
现有无损检测技术缺点主要有两点
1、通过在顶端布置传感器的方式来量化波速,其结果只是一个传播的平均值,其值大小比较稳定,对锚杆锚固质量并不敏感,不利于结果的准确判断。
2、在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符, 引起较大的出入。如实际研究表明,锚杆的缺陷对波速大小的影响主要集中在缺陷位置及前面一定的长度内,对缺陷后面测段内影响不大,波速值小于质量完好的锚杆波速,所以在实际的总体波速情况下需要做部分修正才能较为准确的反应锚固质量和确定缺陷位置。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,旨在解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大出入的问题。
本发明实施是这样实现的,一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,该测定锚杆中应力波传播速度的方法包括:
在锚杆不同测段分别布置传感器;
读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置Xi(i=1,2,3,4,5):0.00、0.70、1.30、1.90、2.45(单位:m);Xi为第i个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;
在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差Δt,波速的计算公式Cv=(Xi+1-Xi)/Δt,Δt=ti+1-ti计算,其中,ti为第i个传感器信号起跳点时间。
本发明提供的测定锚杆中应力波传播速度的方法,通过多点布测的方式能准确,方便的解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大出 入的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的测定锚杆中应力波传播速度方法流程图;
图2是本发明实施例提供的传感器布置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例的目的在于提供锚杆应力波速沿全杆的分布变化状况,传统的锚杆无损检测方法是在锚杆顶端布置传感器,通过底端反射信号时间及锚杆设计长度反算锚杆的应力波速,其结果是应力波在锚杆中的平均速度,多点布测的方式更能体现应力波通过各段时的变化状况。
本发明实施例的另一目的在于从总体提供锚杆锚固质量评定参数,比如锚固质量评定参数阻尼,仅在顶端布置传感器时,其测得的信号曲线中所反应的阻尼为顶端测点处的振动衰减情况并不能反应锚杆的总体能量耗散情况,通过多点布测的方式则能较为准确的反应锚杆的总体能量耗散情况。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明实施例的测定锚杆中应力波传播速度的方法包括以下步骤:
S101:在锚杆不同测段分别布置传感器;
S102:读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置Xi(i=1,2,3,4,5):0.00、0.70、1.30、1.90、2.45(单位:m);Xi为第i个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;
S103:在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差Δt,波速的计算公式Cv=(xi+1-xi)/Δt,Δt=ti+1-ti计算,其中,ti为第i个传感器信号起跳点时间。
本发明的工作原理:
本发明为了达到准确量化波速,分析波速在实际传播过程中的变化情况,通过多点布测的方式,在锚杆不同测段分别布置传感器,读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置Xi(i=1,2,3,4,5):0.00、0.70、1.30、1.90、2.45(单位:m);Xi为第i个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离,在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差Δt,波速的计算如式1:
Cv=(xi+1-xi)/Δt,Δt=ti+1-ti        (1)
其中,ti为第i个传感器信号起跳点时间,传感器布置图如图2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104089695A43申请公布日20141008CN104089695A21申请号201410317340722申请日20140704G01H5/0020060171申请人南华大学地址421001湖南省衡阳市学院路1号72发明人孙冰郭闪闪曾晟陈振富王富林郑绪涛邓显石张海峰74专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所普通合伙11350代理人汤东凤54发明名称一种测定锚杆中应力波传播速度的方法57摘要本发明公开了一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,在锚杆不同测段分别布置传感器;读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置XII1,2,3。

2、,4,5000、070、130、190、245单位M;XI为第I个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差T,波速的计算公式CVXI1XI/T,TTI1TI计算,其中,TI为第I个传感器信号起跳点时间。本发明通过多点布测的方式能准确,方便的解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大出入的问题。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104089695ACN104089695。

3、A1/1页21一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,其特征在于,该测定锚杆中应力波传播速度的方法包括在锚杆不同测段分别布置传感器;读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置XII1,2,3,4,5000、070、130、190、245单位M;XI为第I个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差T,波速的计算公式CVXI1XI/T,TTI1TI计算,其中,TI为第I个传感器信号起跳点时间。权利要求书CN104089695A1/2页3一种测定锚杆中应力波传播速度的方法技术领域0001本发明属。

4、于锚杆无损检测技术领域,尤其涉及一种测定锚杆中应力波传播速度的方法。背景技术0002在现有的锚杆无损检测中应力波速的大小是一个很重要的参数,是判断锚杆锚固质量及确定缺陷位置的重要依据。然而目前的研究表明通过计算的方式准确确定波速大小存在一定困难,为了达到量化波速的目的,现有无损检测研究是通过在锚杆顶端布置传感器,通过锚杆设计长度和读取反射信号峰值与初始峰值时间差来确定。然而锚杆的应力波在传播过程中随锚杆波阻抗的变化而变化,当存在缺陷时,波阻抗会发生变化,仅通过顶端传感器测得的波速为锚杆总体的平均波速,其本身对锚杆缺陷不敏感,且在确定缺陷位置时与实际情况有较大出入。0003现有无损检测技术缺点主。

5、要有两点00041、通过在顶端布置传感器的方式来量化波速,其结果只是一个传播的平均值,其值大小比较稳定,对锚杆锚固质量并不敏感,不利于结果的准确判断。00052、在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大的出入。如实际研究表明,锚杆的缺陷对波速大小的影响主要集中在缺陷位置及前面一定的长度内,对缺陷后面测段内影响不大,波速值小于质量完好的锚杆波速,所以在实际的总体波速情况下需要做部分修正才能较为准确的反应锚固质量和确定缺陷位置。发明内容0006本发明实施例的目的在于提供一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,旨在解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用。

6、的波速与实际情况不符,引起较大出入的问题。0007本发明实施是这样实现的,一种测定锚杆中应力波传播速度的方法,该测定锚杆中应力波传播速度的方法包括0008在锚杆不同测段分别布置传感器;0009读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置XII1,2,3,4,5000、070、130、190、245单位M;XI为第I个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;0010在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差T,波速的计算公式CVXI1XI/T,TTI1TI计算,其中,TI为第I个传感器信号起跳点时间。0011本发明提供的测定锚杆中。

7、应力波传播速度的方法,通过多点布测的方式能准确,方便的解决现有无损检测存在的结果准确度低,在确定锚杆缺陷位置的过程中,采用的波速与实际情况不符,引起较大出入的问题。说明书CN104089695A2/2页4附图说明0012图1是本发明实施例提供的测定锚杆中应力波传播速度方法流程图;0013图2是本发明实施例提供的传感器布置示意图。具体实施方式0014为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。0015本发明实施例的目的在于提供锚杆应力波速沿全杆的分布变化状况,传统的锚杆无损检测。

8、方法是在锚杆顶端布置传感器,通过底端反射信号时间及锚杆设计长度反算锚杆的应力波速,其结果是应力波在锚杆中的平均速度,多点布测的方式更能体现应力波通过各段时的变化状况。0016本发明实施例的另一目的在于从总体提供锚杆锚固质量评定参数,比如锚固质量评定参数阻尼,仅在顶端布置传感器时,其测得的信号曲线中所反应的阻尼为顶端测点处的振动衰减情况并不能反应锚杆的总体能量耗散情况,通过多点布测的方式则能较为准确的反应锚杆的总体能量耗散情况。0017下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。0018如图1所示,本发明实施例的测定锚杆中应力波传播速度的方法包括以下步骤0019S101在锚杆不同测段。

9、分别布置传感器;0020S102读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置XII1,2,3,4,5000、070、130、190、245单位M;XI为第I个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离;0021S103在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差T,波速的计算公式CVXI1XI/T,TTI1TI计算,其中,TI为第I个传感器信号起跳点时间。0022本发明的工作原理0023本发明为了达到准确量化波速,分析波速在实际传播过程中的变化情况,通过多点布测的方式,在锚杆不同测段分别布置传感器,读取两相邻传感器起跳时间差的方式较为。

10、准确的分析了锚杆中应力波的实际变化过程,测点布置位置XII1,2,3,4,5000、070、130、190、245单位M;XI为第I个传感器距钢筋外露端锚杆端部的距离,在应力波从X1传播到X5的过程中,相邻两传感器的信号起跳点会存在时间差T,波速的计算如式10024CVXI1XI/T,TTI1TI10025其中,TI为第I个传感器信号起跳点时间,传感器布置图如图2。0026以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104089695A1/1页5图1图2说明书附图CN104089695A。

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