Page 71 - 无损检测2025年第一期

邹学琴，等：

土钉长度的时域电磁反射检测方法

表4 不同端部连通条件下的反射时间和波速比较
末端连接情况
参数
短路 断路
反射时间/ns 4.61 4.605
－1
波速/（m · s ） 8.677×10 7 8.69×10 7
上述结果表明，土钉与导线是否连通对于TDR
检测结果并无影响。短路状态导致电磁波相位反转，
而在断路条件下，电磁波的相位保持不变。这种相
位变化会直接影响到波形的识别和分析，可能影响
对土钉长度和完整性的准确判断，因此，在实际检测
中要准确识别反射波信号。
2.5 发射脉冲主频变化比较
图 6 不同注浆介质下的反射波形
分析主频变化对TDR技术检测结果的影响，
2.4 端部连通条件比较
在土钉长度和半径、导体间距离、端部连通方式不
为分析导线与土钉之间短路和断路对TDR检 变的条件下，改变发射信号的主频，分析反射波到
测结果的影响，模拟两个不同的端部连通条件，一种 达时间的变化。模拟计算了 4 种不同主频（5，7，
是导线与土钉相连接，模型端部设置为理想电导体 9，10 GHz）条件下的反射波形，结果如图8所示，反
（模拟短路）；另一种是导线与土钉断开，模型端部设 射时间和波速计算结果如表5所示。
置为理想磁导体（模拟断路）。得到的不同端部连通 上述结果表明，主频的变化对于反射波到达时间
条件下的反射波形如图7所示，反射时间和波速如 的影响极小，说明电磁波在介质中的传播速度几乎不
表4所示。 受主频变化的影响，不影响TDR检测结果的准确性。

图 7 不同端部连通条件下的反射波形 图 8 不同发射脉冲主频条件下的反射波形
表5 不同发射脉冲主频条件下的反射时间和波速比较

主频/GHz
参数
5 7 9 10
反射时间/ns 4.596 3 4.598 1 4.606 4.59
波速/（m · s ） 8.7×10 7 8.699×10 7 8.684×10 7 8.7145×10 7
－1
3 土钉长度的TDR检测试验 的起跳位置作为测试的起始端，取波形的前部分中
最大负向反射波的起跳位置作为测试的末端，读取
3.1 空气介质下的TDR技术波速测试
时间差，再根据公式（已知传播距离与时间差），计
试验中为获得明显的测试曲线，采用2 ns窄脉 算测试波速。
冲激励信号，取波形中首波后的第2个正向反射波 对不同长度的土钉露出段进行TDR检测，通过
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测