[發(fā)明專利]一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置及增強(qiáng)錨固方法

在審

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• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112879057A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂祥鋒;楊亞晗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明提供了一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置及增強(qiáng)錨固方法，涉及巖土工程支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，能夠借助內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及受力后的變形規(guī)律，實(shí)現(xiàn)自由段環(huán)壓膨脹增阻效應(yīng)，同時保證錨固段的錨固效果，增大錨桿整體支護(hù)效能；該裝置包括長直形鋼桿體和托盤結(jié)構(gòu)，所述鋼桿體穿設(shè)在托盤結(jié)構(gòu)中，由所述托盤結(jié)構(gòu)分割成長桿段和短桿段；所述長桿段的鋼桿體外周全部或部分設(shè)有螺紋，用于與巖孔壁接觸連接；所述長桿段靠近所述托盤結(jié)構(gòu)的一端設(shè)有蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體鋪設(shè)在長桿段鋼桿體的表面；所述蜂窩結(jié)構(gòu)體為內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案適用于巖土支護(hù)的過程中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置及增強(qiáng)錨固方法。

背景技術(shù)

錨桿是一種將拉力載荷傳遞到穩(wěn)定巖土層中以提高巖土介質(zhì)自身穩(wěn)定性和強(qiáng)度的支護(hù)裝置，主要依靠錨桿與圍巖之間的摩擦。錨桿支護(hù)充分利用巖土體本身的承載能力保持巖體的穩(wěn)定，本質(zhì)是通過錨固作用增強(qiáng)巖土體的整體性，控制開挖后巖土的變形，防止應(yīng)力突然釋放。根據(jù)現(xiàn)場不同圍巖的巖層產(chǎn)狀和穩(wěn)定狀況，選取不同類別的錨桿支護(hù)形式，常用的錨桿支護(hù)形式有吸能錨桿、讓壓錨桿、管縫式錨桿、樹脂錨桿等。

錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件，整根錨桿分為自由段和錨固段，傳統(tǒng)錨桿在頂板巖層運(yùn)移過程中極易發(fā)生錨固劑與巖體脫黏，導(dǎo)致錨索的錨固結(jié)構(gòu)失效。

因此，有必要研究一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置及增強(qiáng)錨固方法來應(yīng)對現(xiàn)有技術(shù)的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置及增強(qiáng)錨固方法，能夠借助內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及受力后的變形規(guī)律，實(shí)現(xiàn)自由段環(huán)壓膨脹增阻效應(yīng)，同時保證錨固段的錨固效果，增大錨桿整體支護(hù)效能，構(gòu)建安全穩(wěn)定地下施工環(huán)境。

一方面，本發(fā)明提供一種全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置，其特征在于，所述錨桿裝置包括長直形鋼桿體和托盤結(jié)構(gòu)，所述鋼桿體穿設(shè)在托盤結(jié)構(gòu)中，由所述托盤結(jié)構(gòu)分割成長桿段和短桿段；

所述長桿段的鋼桿體外周全部或部分設(shè)有螺紋，用于與巖孔壁接觸連接；

所述長桿段靠近所述托盤結(jié)構(gòu)的一端設(shè)有蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體鋪設(shè)在長桿段鋼桿體的表面。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體為內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)具體為具有負(fù)泊松比基本原理的內(nèi)凹六邊形。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述內(nèi)凹型蜂窩結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在所述長桿段螺紋的凹槽內(nèi)。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體鋪設(shè)長度為整個自由段；具體可以是所述長桿段長度的1/4～1/3。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述托盤結(jié)構(gòu)包括板狀托盤和外凸部；所述外凸部為中空結(jié)構(gòu)，其端部與所述托盤固接；所述外凸部外表面設(shè)有螺紋，并與螺紋緊固件螺接。

如上所述的方面和任一可能的實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)一步提供一種實(shí)現(xiàn)方式，所述螺紋緊固件與對應(yīng)位置處的鋼桿體螺接。所述螺紋緊固件可以是螺栓。

另一方面，一種如上任一所述的全向環(huán)壓負(fù)膨脹錨桿裝置的增強(qiáng)錨固方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：

S1、在巖體中鉆孔；

S2、將錨固劑置入鉆孔內(nèi)；

S3、利用錨桿鉆機(jī)將錨桿裝置旋入鉆孔中，同時錨桿裝置的鋼桿體對錨固劑進(jìn)行攪拌并頂入鉆孔深處；

S4、等錨固劑凝固后，按照預(yù)定預(yù)緊力對錨桿進(jìn)行張拉，完成錨桿裝置的安裝。