[發明專利]一種適應圍巖大變形的抗拉-剪連續玄武巖纖維復合錨桿

有效

• 申請號: 202111324234.8
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114017086B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王剛;張書博;鄭新;王長盛;管輝;劉廷方;徐鋒;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
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 竇軍雷

1.一種適應圍巖大變形的抗拉-剪連續玄武巖纖維復合錨桿，由玄武巖纖維增強樹脂復合材料內芯(1)、鋼螺旋套筒(2)、玄武巖纖維增強樹脂復合材料保護層(3)、碳纖維網布(4)、螺紋鋼套筒(5)、墊板(6)和螺母(7)組成；

所述玄武巖纖維增強樹脂復合材料內芯(1)套入鋼螺旋套筒(2)中，保持整體軸向不動，纖維以纏繞的方式包裹住鋼螺旋套筒(2)，并填充樹脂基質形成玄武巖纖維增強樹脂復合材料保護層(3)；

所述鋼螺旋套筒(2)彈性模量可調控，使其與玄武巖纖維增強樹脂復合材料內芯(1)的剛度保持一致，進而實現協同變形的效果；錨桿發生拉伸大變形時，玄武巖纖維增強樹脂復合材料內芯(1)和玄武巖纖維增強樹脂復合材料保護層(3)出現脆性斷裂失效后，依然有植入的鋼螺旋套筒(2)可繼續提供拉力，允許錨固結構在大變形后依然保持一定錨固力；

所述玄武巖纖維增強樹脂復合材料保護層(3)的外側通過環氧樹脂與碳纖維網布(4)粘接，所述碳纖維網布(4)的外側通過環氧樹脂與螺紋鋼套筒(5)粘接，當錨桿受剪切應力處于極限剪切應力以下時，剪切應力主要由外側螺紋鋼套筒(5)承擔；

所述碳纖維網布(4)有較高的抗拉和抗剪強度，能提高抗剪切性能，當結構發生剪切大變形時，內側的玄武巖纖維增強樹脂復合材料保護層(3)會首先出現斷裂，夾層中的碳纖維網布(4)能提供結構柔性剪切緩沖作用。

2.根據權利要求1所述的所述的一種適應圍巖大變形的抗拉-剪連續玄武巖纖維復合錨桿，其特征在于：所述鋼螺旋套筒(2)可控制匝數和截面面積，使其縱向拉伸的延伸率控制在原結構的3~4倍，即通過該方式降低了鋼螺旋套筒(2)的彈性模量。

3.根據權利要求2所述的一種適應圍巖大變形的抗拉-剪連續玄武巖纖維復合錨桿，其特征在于：所述鋼螺旋套筒(2)可預先進行張拉，進一步提高錨桿的剛度，所使用張拉力低于填充所用樹脂基質的抗壓強度，以防止樹脂基質被夾碎。

4.根據權利要求1所述的一種適應圍巖大變形的抗拉-剪連續玄武巖纖維復合錨桿，其特征在于：所述的螺紋鋼套筒(5)的內側通過噴砂或者打磨工藝形成粗糙面，可增加連接性能，并且外側帶有螺紋，方便安裝錨具。