[發明專利]一種用于檢測錨桿脫粘的方法

在審

• 申請號: 201710096986.0
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106706512A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 曹暉;曹永紅;華建民;劉賢靜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及錨桿錨固狀態檢測領域，具體涉及一種用于檢測錨桿脫粘的方法。

背景技術

近年來，隨著工程建設的大規模開展，錨桿技術得到了廣泛的應用。錨桿雖然性能優良，但由于在服役過程中處于復雜的受力環境，通常需要對錨桿進行狀態監測，以便及時發現出現的損傷(比如錨固脫粘)，保證結構的安全穩定。錨桿錨固質量的無損檢測技術已成為國內外學者的熱門研究課題，但目前的錨桿檢測方法仍有各種局限和不足，亟待理論研究的進展和檢測方法的改進。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于檢測錨桿脫粘的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，一種用于檢測錨桿脫粘的方法，包括以下步驟：S1利用加速度傳感器采集錨桿被激勵后的振動加速度信號；S2采用解析模式分解方法(AMD)得到振動加速度信號的一階加速度分量，對其積分得到一階位移分量；S3對一階位移分量作希爾伯特變換，獲得錨桿的頻率-振幅曲線；S4根據頻率-振幅曲線判斷其非線性振動程度；根據非線性振動程度，進行錨桿脫粘識別。

進一步，在步驟S1中，采用力錘激勵錨桿振動時需要敲擊錨桿的端頭。

進一步，所述力錘錘頭上包裹有橡膠皮層。

進一步，在步驟S2中，對位移信號采用鏡像法進行處理，然后再進行希爾伯特變換。

有益技術效果：

本發明探索利用非線性振動特性進行錨桿錨固狀態檢測的可行性，基于對錨桿桿體與膠結體界面以及錨桿膠結體與巖土體界面的無損檢測，對錨桿的錨固狀態做出評價，對于安全生產以及保障工程結構安全都具有十分重要的意義。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發明的流程圖；

圖2為信號x1振幅-時間圖；

圖3為信號x1功率譜；

圖4為信號x2振幅-時間圖；

圖5為信號x2功率譜；

圖6為混合后y1位移時間圖；

圖7為混合后y1功率譜；

圖8為混合后y2位移時間圖；

圖9為混合后y2功率譜；

圖10為AMD分解后一階信號振幅-時間圖；

圖11為AMD分解后一階信號功率譜；

圖12為AMD分解后二階信號振幅-時間圖；

圖13為AMD分解后二階信號功率譜；

圖14為加速度信號SJ1-A-20；

圖15為加速度信號SJ1-A-20的功率譜；

圖16為信號一階加速度分量；

圖17為信號一階加速度分量的功率譜；

圖18為信號一階速度分量；

圖19為信號一階位移分量；

圖20為振幅時程圖；

圖21為瞬時頻率時程圖；

圖22為信號SJ1-A-20振幅-頻率曲線；

圖23為信號SJ1-A-20振幅-頻率歸一化曲線。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。

非線性振動特性是指構件或結構在自由振動過程中自身瞬時頻率不斷變化的性質。錨桿通過桿體與錨固膠結體接觸面和錨固膠結體與巖土體接觸面兩個界面傳遞錨固力。當界面粘結良好時，錨桿在振動過程中，錨桿桿體與錨固體以及錨固體與巖土體不產生相對位移，兩個接觸界面上均不會產生摩擦。當界面發生脫粘時，錨桿在振動過程中，脫粘處接觸面上會發生相對位移產生摩擦，摩擦會導致能量的損耗，產生非線性振動。當界面出現脫空時，脫空部位沒有接觸產生，界面摩擦消失。

摩擦是導致非線性振動的原因。當界面脫粘時，由于界面上摩擦的存在，在一次自由振動過程中，振幅越大，錨桿的頻率就越低。在界面粘結良好的情況下，振動過程中界面摩擦較弱，非線性振動特性相應較弱。當脫粘面積不同時，脫粘面積較大的錨桿摩擦面積大，脫粘面積小的錨桿摩擦面較小，所以脫粘面積大的錨桿非線性振動特性比脫粘小的錨桿更加明顯。

解析模式分解(AMD)是由Chan和Wang提出的一種基于希爾伯特變換的信號分解方法。通過設置確定的截斷頻率，解析模式分解能夠方便地將信號中各頻帶內的成分分離開來。