基于数值模拟的锚杆锚固缺陷检测研究

董佳琦，刘怡明，林 童，王润垚，孙晓云

(1.石家庄铁道大学电气与电子工程学院，河北 石家庄 050043；2.苏州大学机电工程学院，江苏 苏州 215137)

随着工程建设的快速发展，作为主要承重与支护结构的锚杆锚固支护系统被广泛使用，因此，对锚杆锚固系统健康状态的检测越来越重要。传统的检测方法主要是拉拔试验和取芯法，两种方法都具有一定的破坏性，且速度慢、效率低，仅能进行少量抽样检测来判断整体情况。基于磁致伸缩原理的超声导波技术作为一种新的超声导波无损检测方法，具有快速、便捷、长距离等检测特点，是无损检测领域的新研究方向。但基于磁致伸缩导波的锚杆锚固检测研究相对较少，尤其是在锚固损伤判断方面，有待进一步发展。工程中在役锚杆健康状态及质量检测使用磁致伸缩导波进行检测，具有重要的研究价值和应用前景。

磁致伸缩导波检测主要利用磁致伸缩效应及逆效应，最初由KAULE[1]提出基于磁致伸缩导波无损检测技术，并将其应用到钢索损伤检测中，但效果并不理想。CHASE[2]、KWUN等[3]应用磁致伸缩导波技术对含缺陷钢筋和管道进行了研究性实验，为缺陷无损检测提供了基础。李隆涛等[4]、何存富等[5]、刘增华等[6]、焦敬品等[7]通过研究不同类型和参数的磁致缩换能器设置，利用有限元仿真实现了在管道中激励出纵向导波和扭转导波。武新军等[8]、丁秀莉等[9]应用磁致伸缩导波解决了带包覆层管道的缺陷检测问题。龙盛蓉等[10]、李志农等[11]利用有限元仿真软件COMSOL对磁致伸缩导波的产生、传播和接收进行了相关的模拟。……