[實用新型]拉壓耦合型高強大變形錨桿

有效

• 申請號: 201220487119.2
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN202866841U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王剛;吳學震;蔣宇靜
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E02D5/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種水利水電、邊坡、隧道和礦山等工程中支護用的錨桿，尤其涉及一種高強預應力可變形錨桿及其使用方法。?

背景技術

在礦山、水利水電、邊坡和隧道等工程支護過程中，錨桿是應用很多的一種支護裝備。隨著開采深度不斷增大以及大規模地下工程的建設，面臨的地質條件越來越復雜，圍巖經常表現出高應力、大變形的特點。這種情況要求錨桿既有較高的錨固力，又具有良好的變形性能。?

錨桿根據灌漿體所處的應力狀態，可分為兩類，一類是拉力型錨桿，另一類是壓力型錨桿。?

拉力型錨桿如圖1所示，主要由錨桿體1、托盤2和螺母3組成，錨桿體1一般采用全長帶有螺紋的鋼筋制作，孔外用螺母3固緊后為外錨固段c，孔內灌錨固劑5后與錨桿體1粘結為拉力型內錨固段e，屬于全長錨固式錨桿；有的為了施加預應力，孔內有一段不灌錨固劑作為自由段。拉力型錨桿受力特點在于其荷載是依賴內錨固段桿體與灌漿體接觸的界面上的剪應力由外端向底端傳遞的。這種拉力型錨桿在高應力條件下工作時，桿體-漿體-孔壁之間的剪應力沿軸向分布十分不均勻，內錨固段外端存在嚴重的應力集中現象，從而易導致外端錨固體拉裂、有效錨固段持續內移，引起錨固體漸進式破壞，最終導致錨桿失效破壞，因此單純的拉力型錨桿所能提供的錨固力有限。另外，由于內錨固段桿體表面粗糙，與錨固劑緊密結合而不易分離，當圍巖產生裂隙時，能與錨固劑分離以發揮變形性能的桿體長度有限，變形量達到30mm左右時即發生斷裂?破壞，不能適應圍巖大變形的要求。?

壓力型錨桿如圖2所示，主要由錨桿體1、托盤2、螺母3和底端的承載體8組成，孔外用螺母3固緊后為外錨固段c，孔內灌錨固劑5，錨桿體1表面覆有塑料隔層9，因而與錨固劑5無粘結，所以作為自由段d，錨桿體1底端設有承載體8，承載體8用錨固劑錨固，因此屬于端錨式；如中國專利CN101586466B，錨桿體受力時，拉力直接由無粘結錨桿體1傳至底端承載體8，通過承載體對注漿體施加壓應力，依靠灌漿體與周圍巖土體間的剪切抗力提供錨桿所需的承載力。這種錨桿受荷時，內錨固段受壓，不易開裂，克服了拉力型錨桿的缺點。但是，內錨固段的承載力受到錨固劑本身抗壓強度以及錨固劑與孔壁間抗剪強度的限制，難以達到較高的承載力。?

為了使錨桿具有大變形性質，目前的大變形錨桿一般是通過設置摩擦套管等機械結構，通過桿體和這些結構元件之間的滑動來實現錨桿變形，如中國專利CN101858225A、201110061303.0、201210020742.1、201110187361.8等，這些大變形錨桿結構復雜，成本較高。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于將拉力型和壓力型錨桿的錨固單元結合到一起，以提高錨桿錨固力，并且使其具有大變形性質，提供一種拉壓耦合型高強大變形錨桿。?

其技術解決方案是：?

一種拉壓耦合型高強大變形錨桿，主要由錨桿體、托盤和螺母組成，孔外用螺母固緊后作為外錨固段，孔內灌錨固劑后與錨桿體粘結作為內錨固段；其特征是：內錨固段的錨桿體表面為兩種狀態，靠近孔口的那一段為光圓狀，靠近?孔底的那一段為粗糙狀；光圓狀桿體構成臨時內錨固段，亦稱為“準自由段”，粗糙狀桿體構成永久內錨固段；在永久內錨固段和臨時內錨固段兩段交界的桿體上設置有承力臺。?

所述的粗糙狀桿體優選指桿體表面帶有螺紋或桿體呈麻花狀，它可與錨固劑牢固結合，不易分離。?

為了便于錨桿的安裝，所述承力臺是一個連接在錨桿體上的構件。承力臺構造有多種形式，以下僅列舉兩種：?

1)承力臺是焊接在錨桿體周圍的幾個斷面為梯形的錐形塊，錐形塊均衡分布，相鄰一對錐形塊之間留有注漿通道。?

2)承力臺是焊接在錨桿體上的斷面為半環形的錐形塊。?

為防止外錨固段桿體在“準自由段”開始伸長前發生屈服，外錨固段錨桿體強度應大于內錨固段錨桿體強度，可采取以下措施之一：?

1)在加工錨桿時對外錨固段的桿體進行熱處理。?

2)選用兩種不同強度的桿體材料連接在一起。?

3)錨桿體外錨固段桿體直徑大于準自由段桿體直徑。?

為防止外錨固段桿體在“準自由段”開始伸長前發生屈服，還可以在孔口處光圓狀的桿體上設置承力臺，以降低外錨固段受力。?

為協調分配給承力臺和內錨固段桿體的力的大小，防止其中一個過早破壞，在桿體上承力臺靠近錨孔一側設置彈性墊塊；根據墊塊的彈性模量適當調整其厚度以達到桿體在承力臺前后耦合變形、應力均勻分布的目的；彈性墊塊與承力臺相連。?

本實用新型的使用方法之一是：?