[發明專利]錨桿拉拔力無損動力檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201110187038.0
• 申請日: 2011-07-06
• 公開（公告）號: CN102279135A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 李青鋒;李樹清
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01L5/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種錨桿拉拔力無損動力檢測裝置，其特征在于：它包括錨桿（3），錨桿（3）經錨固體（2）固定在圍巖（1）上的錨桿孔（4）內，錨桿（3）外露端設有托板（5），托板（5）經鎖緊螺母（6）固定在圍巖（1）上，錨桿（3）的外露端設有連接套（9），速度傳感器（7）設置在連接套（9）內，速度傳感器（7）經信號傳輸線（8）連接信號采集分析儀（14）；所述連接套（9）的端部設有滑桿固接套（10），滑桿固接套（10）連接滑桿（11），滑桿（11）的尾部設有撞擊座（13），滑桿（11）上套裝穿心錘（12）。

2.一種錨桿拉拔力無損動力檢測方法，其特征在于它的檢測步驟包括：

1）、瞬態定值激振：穿心錘（12）以對撞擊座（13）的滑距H沿滑桿（11）向下自由滑落，與滑桿（11）尾部的撞擊座（13）發生彈性碰撞，從而在錨桿（3）端部產生縱向拉應力波，引發預應力錨桿（3）縱向振動；碰撞系數根據穿心錘（12）碰撞后回彈高度來計算，回彈高度根據振動波形中兩個激振應力波的時間差計算；

2）、信號采集：速度傳感器（7）裝配在螺紋連接套（9）上，速度傳感器（7）采集穿心錘（12）與撞擊座（13）發生彈性碰撞的振動速度信號，并將該信號經信號傳輸線（8）發送至采集分析儀（14）；

3）、拉拔力計算：采集分析儀（14）設有拉拔力計算模塊，拉拔力計算模塊對振動速度信號進行快速傅立葉變換得到信號功率譜，并利用極值定理確定預應力錨桿（3）振動前的1～3階頻率，與該預應力錨桿（3）的振動理論基頻相比較，得到實測的預應力錨桿（3）振動基頻作為計算頻率值f₀；然后綜合由該錨桿（3）振動速度信號直接提取的振動初速度和碰撞系數，由信號采集儀（14）中的拉拔力計算模塊計算該預應力錨桿（3）拉拔力；拉應力波形的首波波峰峰值為A_d，由v₀=α×A_d確定預應力錨桿（3）縱向激振后的振動初速度，其中α為速度傳感器（7）的靈敏度系數，t為波形上首波與回彈波的時間差，由公式h=gt²/8計算回彈高度，并由公式ε=h/H計算回彈系數；在綜合確定f₀、v₀、ε后，點擊采集分析儀（14）上的“拉拔力計算”按鍵，由采集分析儀（14）自動計算并顯示錨桿（3）拉拔力檢測值。