一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，由多個速度或加速度傳感器形成線性傳感器陣列（1），垂直于被檢測錨索管道（2）的伸展方向在混凝土表面耦合固定，傳感器與多道彈性波記錄儀器（5）輸入端連接，震源（6）在錨索端頭（3）上激發(fā)彈性波，并將激勵同步信號連接至多道彈性波記錄儀器（5），震源激發(fā)彈性波，多道彈性波記錄儀器（5）記錄多道彈性波；傳感器陣列（1）在混凝土表面固定耦合一次記錄一組多道彈性波記錄，線性傳感器陣列沿錨索管道伸展方向平行移動一個間距并與混凝土表面耦合固定，獲得沿錨索管道伸展方向不同位置的多道彈性波記錄。本發(fā)明種能提高注漿隱患檢測位置和性狀的準確性。
【專利說明】一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，本發(fā)明方法還適用于各種錨桿和錨索錨固質(zhì)量的檢測。
技術(shù)背景
[0002]目前，預應力錨索管道灌漿不密實是預應力孔道灌漿施工中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量通病，嚴重影響預應力構(gòu)建的生存壽命。當孔道灌漿質(zhì)量存在嚴重問題時，由于鋼筋銹蝕，可能在橋梁完工一段時間后發(fā)生橋梁破壞甚至出現(xiàn)垮塌事故。如何使預應力管灌漿密實飽滿成了設計和施工共同面對的重要問題。目前使用的檢測方法包括彈性波法或超聲波法，往往是單點單次掃描檢測，有三大難題沒有解決，一是由于信號衰減，難以檢測到有效信號；二是，由于各種記錄信號來源不能認定，往往對缺陷位置的判斷和定位不準確；三是由于成型錨索管道管道本身在混凝土表面的投影并非直線，采用單點采集模式很難直接定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高注漿隱患檢測位置和性狀的準確性的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法。由多個速度或加速度傳感器形成一組線性傳感器陣列，垂直于被檢測錨索管道的伸展方向在混凝土表面耦合固定，傳感器輸出信號通過多路信號電纜與多道彈性波記錄儀器輸入端連接，震源在錨索端頭上激發(fā)彈性波，并將激勵同步信號通過信號線連接至多道彈性波記錄儀器同步觸發(fā)輸入端口 ；震源激勵彈性波，多道彈性波記錄儀器記錄多道彈性波；傳感器陣列在混凝土表面固定耦合一次記錄一組多道彈性波記錄，線性傳感器陣列沿錨索管道伸展方向平行移動一個間距并與混凝土表面耦合固定，獲得沿錨索管道伸展方向不同位置的多道彈性波記錄。
[0005]所述的線性傳感器陣列是兩個以上線性傳感器陣列組成的面陣列。
[0006]所述的多道彈性波記錄儀器可以是多道地震儀或者具有多路同步采集功能的超聲波檢測儀器。
[0007]錨索管道頭部激勵彈性波是瞬態(tài)震源、可控震源或穩(wěn)態(tài)震源，只要多路傳感器同步采集，由注漿缺陷處產(chǎn)生的散射信號到達線性排列的多個傳感器時間都具備雙曲線特征。
[0008]對于某一固定位置的傳感器排列，錨索管道頭部激勵震源多次激勵，通過信號疊加方式實現(xiàn)信號增強或壓制噪聲干擾，從而提高檢測結(jié)果的可靠性。
[0009]所述的多道傳感器即是橫波傳感器，或是縱波傳感器，其相應的安裝耦合方式與地震勘探或超聲波檢測中的耦合方式類似。
[0010]所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法的信號分析方法是:來自錨索管道注漿缺陷位置點的散射信號通過線性傳感器陣列被地震儀記錄，其時-距曲線滿足雙曲線方程，雙曲線頂點對應隱患的中心，同時散射信號的幅度、頻譜特征反映缺陷的大小和程度。
[0011]形成一組線性傳感器陣列的多個所述的速度或加速度傳感器間距為5~20厘米。
[0012]采用上述技術(shù)方案的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，采用傳感器陣列貼近隱患進行檢測，可以獲得更強的響應信號；通過隱患響應信號的數(shù)學物理特征進行分析，避免了單道記錄解釋的多解性。
[0013]參見圖2和圖3做原理說明:
[0014]當隱患深度和位置一定時，不失一般性，以其在混凝土表面的投影位置為原點0，以錨索管道理想走向為X軸，垂直于混凝土表面向外的方向為Z軸正方向，建立直角坐標系，并設隱患深度為ζ。如果傳感器陣列位于隱患正上方，相應地單個傳感器所處的位置坐標為X?？梢越⑷缦路匠?[0015]z2+x2=s2(I)
[0016]式中，s為彈性波從缺陷點傳播至傳感器位置所旅行的路程，它與混凝土波速V和彈性波旅行時間t滿足關系式:
[0017]S=V.t(2)
[0018]( 2)帶入(I)式得到:
[0019]z2+x2=V2t2(3)
[0020]假設混凝土介質(zhì)波速V也為恒定值，則從方程(3)可以看出，旅行時t和傳感器坐標位置X滿足雙曲線方程，雙曲線的頂點正好是隱患的中心在混凝土表面的投影位置。
[0021]采用傳感器陣列貼近隱患進行檢測，可以獲得更強的響應信號；通過隱患響應信號的數(shù)學物理特征進行分析，避免了單道記錄解釋的多解性。不論隱患在混凝土表面的投影是否在多道傳感器線性排列的正中央，都可以通過雙曲線頂點實現(xiàn)準確定位。
[0022]綜上所述，本發(fā)明是一種能夠從彈性波記錄獲取和信號分析處理兩個層次提高錨索管道注漿質(zhì)量檢測結(jié)果可靠性，通過線性陣列傳感器接收信號獲取異常的空間分布特征，實現(xiàn)了高精度注漿質(zhì)量無損檢測功能。適合在工民建和水利、交通等基礎建設領預應力混凝土錨索管道注漿質(zhì)量檢測中使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是由本發(fā)明的線性陣列傳感器作業(yè)時的簡化數(shù)學物理模型。
[0025]圖3是根據(jù)圖2所示模型計算出的多道彈性波記錄的時-距曲線。
[0026]圖4是12道傳感器線性陣列獲得模擬記錄圖。
[0027]圖5是12道傳感器線性陣列獲得模擬記錄圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0029]參見圖1，實現(xiàn)一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，由多個速度或加速度傳感器形成一組間距5~20厘米的線性傳感器陣列1，垂直于被檢測錨索管道2的伸展方向在混凝土表面耦合固定，傳感器輸出信號通過多路信號電纜4與多道彈性波記錄儀器5輸入端連接，震源6在錨索端頭3上激發(fā)彈性波，并將激勵同步信號通過信號線7連接至多道彈性波記錄儀器5同步觸發(fā)輸入端口。震源激勵彈性波，多道彈性波記錄儀器5記錄多道彈性波；傳感器陣列I在混凝土表面固定耦合一次記錄一組多道彈性波記錄，線性傳感器陣列沿錨索管道伸展方向平行移動一個間距并與混凝土表面耦合固定，獲得沿錨索管道伸展方向不同位置的多道彈性波記錄。
[0030]線性傳感器陣列是兩個以上線性傳感器陣列組成的面陣列。
[0031]多道彈性波記錄儀器可以是多道地震儀或者具有多路同步采集功能的超聲波檢測儀器。
[0032]錨索管道頭部激勵彈性波是瞬態(tài)震源、可控震源或穩(wěn)態(tài)震源，只要多路傳感器同步采集，由注漿缺陷處產(chǎn)生的散射信號到達線性排列的多個傳感器時間都具備雙曲線特征。
[0033]對于某一固定位置的傳感器排列，錨索管道頭部激勵震源多次激勵，通過信號疊加方式實現(xiàn)信號增強或壓制噪聲干擾，從而提高檢測結(jié)果的可靠性。
[0034]所述的多道傳感器即是橫波傳感器，或是縱波傳感器，其相應的安裝耦合方式與地震勘探或超聲波檢測中的耦合方式類似。
[0035]所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法的信號分析方法是:來自錨索管道注漿缺陷位置點的散射信號通過線性傳感器陣列被地震儀記錄，其時-距曲線滿足雙曲線方程，雙曲線頂點對應隱患的中心，同時散射信號的幅度、頻譜特征反映缺陷的大小和程度。
[0036]參見圖2和圖3，來自錨索管道注漿缺陷位置點的散射信號通過線性傳感器陣列被地震儀記錄，其時-距曲線滿足雙曲線方程，雙曲線頂點對應隱患的中心，同時散射信號的幅度、頻譜特征可以反映缺陷的大小和程度。這是一種簡便快捷的錨索管道錨固質(zhì)量或注漿質(zhì)量檢測方法。
[0037]參見圖4和圖5，介紹了根據(jù)模擬記錄判斷注漿缺陷所在位置的具體方法。隱患在混凝土表面的投影位置不論位于排列中央或向左側(cè)偏離，12道線性排列傳感器獲得的模擬記錄中，雙曲線的頂點所在位置都能精確指向了隱患的投影位置，判讀依據(jù)至少有兩點，一是該點為雙曲線的頂點，二是該點的信號能量最強。這種判讀方式比單道檢測要有更好的優(yōu)越性。同時由于采用多路同步采集儀器，當傳感器排列不動時，震源多次激發(fā)可以形成多道記錄疊加，從而增加隱患響應信號的強度，壓制多種噪聲干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:由多個速度或加速度傳感器形成一組線性傳感器陣列(1)，垂直于被檢測錨索管道(2)的伸展方向在混凝土表面耦合固定，傳感器輸出信號通過多路信號電纜(4)與多道彈性波記錄儀器(5)輸入端連接，震源(6)在錨索端頭(3)上激發(fā)彈性波，并將激勵同步信號通過信號線(7)連接至多道彈性波記錄儀器(5)同步觸發(fā)輸入端口 ；震源激勵彈性波，多道彈性波記錄儀器(5)記錄多道彈性波；傳感器陣列(I)在混凝土表面固定耦合一次記錄一組多道彈性波記錄，線性傳感器陣列沿錨索管道伸展方向平行移動一個間距并與混凝土表面耦合固定，獲得沿錨索管道伸展方向不同位置的多道彈性波記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:所述的線性傳感器陣列(I)是兩個以上線性傳感器陣列平行排布組成的面陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:所述的多道彈性波記錄儀器(5)是多道地震儀或者具有多路同步采集功能的超聲波檢測儀器。
4.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:錨索管道頭部激勵彈性波是瞬態(tài)震源、可控震源或穩(wěn)態(tài)震源，只要多路傳感器同步采集，由注漿缺陷處產(chǎn)生的散射信號到達線性排列的多個傳感器時間都具備雙曲線特征。
5.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:對于某一固定位置的傳感器排列，錨索管道頭部激勵震源多次激勵，通過信號疊加方式實現(xiàn)信號增強或壓制噪聲干擾。
6.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:所述的多道傳感器是橫波傳感器，或是縱波傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:其信號分析方法是:來自錨索管道注漿缺陷位置點的散射信號通過線性傳感器陣列被地震儀記錄，其時-距曲線滿足雙曲線方程，雙曲線頂點對應隱患的中心，同時散射信號的幅度、頻譜特征反映缺陷的大小和程度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預應力錨索管道注漿質(zhì)量檢測方法，其特征是:形成一組線性傳感器陣列的多個所述的速度或加速度傳感器間距為5?20厘米。
【文檔編號】G01N29/04GK103630605SQ201310628351
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】朱德兵, 田忠涵, 趙亞杰, 楊益成, 劉衛(wèi)強, 夏嫻, 肖龍英, 劉炳佳 申請人:中南大學