近年來,通過國內(nèi)外研究者的不懈努力,公路護欄立柱埋深檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展。日本的的國土交通省于2010年3月頒布了“非破壊試験による鋼製防護柵の根入れ長測定要領(lǐng)(案)”(中文譯名:鋼質(zhì)護欄埋深無損檢測規(guī)范)明確規(guī)定了要對設(shè)置立柱進行無損檢測,而且抽樣比率要達到力主總數(shù)的10%以上。而我國在2010年8月頒布的國家標準:“鋼質(zhì)護欄立柱埋深沖擊彈性波檢測儀(GB/T 24967-2010)”中,則對測試設(shè)備的原理、構(gòu)成以及精度等方面提出了明確的要求。 從測試方法來看,大致可以分為三類:
1) 電磁感應(yīng)法:該方法是在立柱內(nèi)側(cè)鉆孔,插入電磁感應(yīng)探頭。當探頭周圍有金屬(立柱)和沒有金屬時,感應(yīng)的電流會發(fā)生明顯的變化,據(jù)此既可探測立柱公路護欄立柱埋深沖擊彈性波檢測技術(shù)體系的埋深。該方法原理簡單,測試精度也較高,但需要在立柱內(nèi)鉆孔,測試工作量大,對土質(zhì)也有松動,現(xiàn)在較少使用;
2) 超聲波法:該方法采用超聲波測試裝置,在立柱的側(cè)面安裝探頭并激發(fā)超聲波信號,通過接收從立柱底部的反射信號,并根據(jù)其傳播時間和傳播速度來推算立柱的埋深。何成富等(2008)提出了一種利用超聲波導(dǎo)波技術(shù)的測試方法[9]。該方法在立柱周圍粘貼24片壓電片,通過激發(fā)軸對稱導(dǎo)波模態(tài)來測試立柱深度。此外,國外也有用SH超聲波進行了有益的嘗試。日本的一些大學(xué)和廠商利用超聲波開展了立柱埋深檢測技術(shù)的研究[]。其主要特點是利用獨特的超聲波設(shè)備:往往采用表面波,SH波等比較獨特的超聲波探頭。該類技術(shù)受殘留噪聲以及空腔共鳴的影響小,較之普通的超聲波(壓縮波)相比,更加適合測試立柱埋深。由于超聲波的頻率高,能量小,在測試立柱時衰減很大。因此,這些設(shè)備的性能取決于超聲波探頭以及相關(guān)的控制電路模塊。根據(jù)公開的資料(其核心部分往往保密或已申請專利),這類方法均直接從反射波形上讀取反射信號,其測試原理并無特別之處。同時,對于硬質(zhì)土體或長柱,由于反射信號衰減大,識別困難,從而測試的誤差也較大。
3) 沖擊彈性波法:本書作者開發(fā)了基于沖擊彈性波的檢測方法[10][11]。該方法的基本原理與超聲波相同,所不同的是采用電磁激振的方式誘發(fā)沖擊彈性波。由于其具有激振能量較大、波長較長(衰減相對較?。⒒緟?shù)(波速)穩(wěn)定等優(yōu)點,使得其測試深度較深,不僅適合于新設(shè)立柱,也能夠適合于埋設(shè)時間較長的既設(shè)立柱。通過對近10條高速公路的現(xiàn)場測試和大量的驗證,證明該方法具有較高的測試精度和信賴性,能夠達到工程實際的要求。