国外研究概况1987年，瑞典开始了锚杆锚固质量无损测试的课题，他们注意到超声波的能量损耗能用在检测锚杆件上，在此基础上提出了超声波测试方法,并于1990年推出了锚杆质量检测仪Boltometer(见图1-1)[3]。其原理是:在岩石和锚杆锚固质量很好的情况下,超声波的能量大多都被消耗,很难检测到微小的反射信号;而在锚杆锚固质量较差的情况下,则能发现较为明显的反射信号[4]。43499

图1-1　Boltom eter锚杆检测仪

之后昆士兰大学矿物研究中心开发了一套基于频率响应函数检测设备(见图1-2)。

昆士兰大学研制的锚杆检测仪

伦敦大学的M.D.Beard等首次将超声导波引入到锚杆锚固质量检测中,并基于频散曲线得出了在低频和高频时最合适的超声波激振频率，且开发了特制的激振传感器。在实践中，采用低频和高频交替使用的方法[6, 7]。

2 国内研究概况

    大规模的锚杆锚固工程的测试工作在我国开始的较晚,锚固质量检测验收研究仍处于起步阶段。

  传统的锚杆检测,所使用的仪器是扭力矩扳手或锚杆拉力计，检测的是锚杆的拉抗力。如,兖矿集团东宇选矿设备公司生产的MLC型锚杆测力仪。这种测试仪通过应变扭力传感器来检测扭紧力矩，而锚杆预紧轴向力则是利用动摩擦扭紧力矩来控制。

此外,国内的研究致力于利用应力体波检测锚固质量。声波能量对比的方法由于使用了能量相对一致的机械式撞击方式激振，增大了有效检测长度[8]。它是铁道部科学研究院铁建所的钟世航教授在1992年提出的,还开发了TM-1锚杆质量检测仪样机`优尔~文!论$文^网www.youerw.com。该仪器分析功能较为简陋,用机械式撞击方式激振使激发的能量随机性很大,无法获得稳定的信号,正式产品无法上线。

汪明武等人进行了锚固力无损拉拔测试试验，分析了声频应力波在锚固体系中的能量衰减变化规律与反射相位特征[9]  。据此焦作工学院的吕绍林博士等人提出运用声波在锚固系统中的相位特征与能量特征相结合的方式来综合评估锚杆锚固质量[10]。

近几年，山西太原理工大学的李义教授等人通过应力波反射法，利用分段截取发现了锚杆底端反射的显现与否与波长、锚杆自由段长度之间的定量关系，而且通过模拟试验，证明了锚固段内波速要发生变化，提出固结波速的概念[11]。

重庆大学的许明等人应用岩石声波测试技术来做锚杆的无损检测，利用锚杆的振动响应来评价锚杆锚固质量论文网[12]。同时,他也指出,这种方法在某些方面(如探测波阻抗渐进的变化困难、锚头和锚杆尾部附近出现的缺陷识别困难等)仍存在一定的困难。

武汉长盛工程检测技术开发有限公司开发了一套JL-MG锚杆质量检测仪(见图1-3),把信号的相位特征和能量特征相结合,从而对锚固状态及锚杆长度做出评估。但其缺点是必须与参考锚杆进行比较,并且对于所用的岩石条件和锚杆类型进行对比试验,才能对试验结果做出解释。