[發明專利]抗剪自修復大變形錨桿及其應用方法

有效

• 申請號: 202110252461.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112780322B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 吳學震;鄭含芳;蔣宇靜;關振長;王剛;黃明
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳方淮;蔡學俊

本發明涉及一種抗剪自修復大變形錨桿及其應用方法，適用于各類土木工程和采礦工程的支護錨桿，包括中空錨桿體，所述中空錨桿體的內腔中設置有外殼為脆性材料的分段囊泡，所述分段囊泡內含有修復材料，所述中空錨桿體的一端套置有托盤并螺接有螺母。該錨桿解決了節理剪切變形導致錨桿錨固體破裂引發的錨桿破壞和腐蝕問題。

技術領域

本發明涉及一種抗剪自修復大變形錨桿及其應用方法，適用于各類土木工程和采礦工程的支護錨桿。

背景技術

傳統研究主要關注錨桿的拉伸破壞，然而工程現場調查顯示，錨桿的破壞很大一部分是由巖體在節理面的剪切變形造成的。對于巖層而言，巖層結構面的剪切破壞或者巖體本身的剪切破壞是巖層破壞的一種重要形式，特別是對于高地震帶破碎區而言。在巖體的節理、裂隙位置，錨桿的錨固劑和防腐結構在剪切作用下很容易破碎，由于地下水、空氣通過破碎區后直接接觸錨桿，從而會對錨桿的局部位置產生嚴重腐蝕，大大降低錨桿的整體承載力。

現有技術中，專利號CN201711249469.9提出了“一種用于錨桿防腐的套管裝置及錨桿防腐施工方法”，在錨桿上套設大小兩個套管，使其具有水泥砂漿和防滲液兩層防腐層，但防腐層在節理發生剪切變形受到破壞后，錨桿仍會腐蝕，無法長期工作。專利號CN105840223A提出了“一種大變形自修復抗巖爆錨桿”，錨桿在讓壓變形的同時，A組分膠粘劑會被擠壓至B組分膠粘劑，混合生成泡沫狀膠粘劑，填充到巖體變形產生的裂隙中。然而，因為需保證A組分膠粘劑被充分擠壓至與B組混合，該錨桿的修復功能只能在圍巖產生較大拉伸變形的時候才能發揮作用，且該錨桿的修復材料只能從錨桿的某一局部溢出，并未能解決節理剪切變形導致錨桿錨固劑破裂引發的錨桿腐蝕問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗剪自修復大變形錨桿及其應用方法，該錨桿解決了節理剪切變形導致錨桿錨固體破裂引發的錨桿破壞和腐蝕問題。

本發明的技術方案在于：一種抗剪自修復大變形錨桿，包括中空錨桿體，所述中空錨桿體的內腔中設置有外殼為脆性材料的分段囊泡，所述分段囊泡內含有修復材料，所述中空錨桿體的一端套置有托盤并螺接有螺母。

進一步地，所述中空錨桿體為表面沿軸向間隔設置有一排小孔的孔型中空錨桿體，所述小孔與中空錨桿體的內腔相連通，所述中空錨桿體的內腔沿軸向間隔設置有與每個小孔一一對應的分段囊泡。

進一步地，所述中空錨桿體為橫截面呈C型的C型中空錨桿體，中空錨桿體的內腔沿軸向間隔設置有分段囊泡。

進一步地，所述修復材料為遇水膨脹材料。

進一步地，所述修復材料為膠粘材料和遇水膨脹材料的組合體。

進一步地，所述遇水膨脹材料為聚亞胺膠脂材料。

進一步地，所述分段囊泡中設置有壓縮氣囊。

進一步地，所述分段囊泡的數量不少于5個或者單個長度不大于30cm。

進一步地，所述中空錨桿外包覆有錨固劑。

一種抗剪自修復大變形錨桿的應用方法，包括以下步驟：

（1）在待支護巖體中打錨孔，錨孔直徑大于錨桿直徑；

（2）通過錨固劑將抗剪自修復大變形錨桿的錨固端固定在錨孔中；

（3）通過托盤和螺母將錨桿的外端固定在錨孔外側，完成錨桿安裝。

與現有技術相比較，本發明具有以下優點：在巖體裂隙位置受到剪切荷載發生變形后，錨固體破碎的同時，分段囊泡也會破損，其內含的修復材料自動或者在膨脹材料擠壓下流出，滲透進入所述破碎錨固體以及周圍巖體的裂隙，可以起到粘結修復的作用，使錨桿重新發揮支護作用，同時防止地下水和空氣接觸錨桿杜絕腐蝕，提高錨桿使用壽命。修復材料可以分段流出，進行多次的有針對性的修復，不會造成修復材料的浪費。