[實(shí)用新型]復(fù)合伸縮式錨桿

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 90205215.2
• 申請日: 1990-04-21
• 公開（公告）號: CN2063978U
• 公開（公告）日: 1990-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱維申;劉泉聲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)所
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 中國科學(xué)院武漢專利事務(wù)所
• 代理人: 黃慶芳

本實(shí)用新型屬于采礦工程及巖土工程中軟弱大變形巖體支護(hù)領(lǐng)域，也可用于土體的加固處理。

現(xiàn)有的軟弱大變形巖體的支護(hù)形式主要采用以下幾種：1、料石砌碹支護(hù)。這是在軟巖巷道和硐室中最早嘗試使用的一種支護(hù)形式，但一般很難奏效。這種支護(hù)形式施工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、工程造價(jià)高、翻修量大。由于支護(hù)剛度大，不能適應(yīng)圍巖的較大變形，因而沒有足夠的讓壓性能。由于支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖間系點(diǎn)接觸，因而不能使支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖一起共同良好承載，發(fā)揮圍巖對地壓的自承能力。所以這種結(jié)構(gòu)既不利于圍巖的整體穩(wěn)定也不利于其局部穩(wěn)定。2、U形鋼可縮性支架支護(hù)。這種支護(hù)形式能適應(yīng)圍巖的較大變形，具有一定的讓壓特性，對維護(hù)軟巖巷道和硐室的整體穩(wěn)定具有一定的作用。但采用這種支護(hù)形式勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低、鋼材消耗量大、工程造價(jià)高。此外，它是一種被動(dòng)支護(hù)形式，因而不能充分發(fā)揮圍巖本身承受地壓的潛力，且有時(shí)不利于圍巖的局部穩(wěn)定。3、傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)。這種形式除了具有勞動(dòng)強(qiáng)度低、效率高、工程造價(jià)低及工程翻修少等優(yōu)點(diǎn)外，更重要的是它把支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖結(jié)合為一體，能充分發(fā)揮圍巖本身對地壓的自承能力，改善了圍巖的受力狀態(tài)，和前兩種支護(hù)形式相比更有利于圍巖的整體穩(wěn)定。但由于傳統(tǒng)錨桿抗拉剛度大，沒有足夠的讓壓性能，地壓較大，巖體變形到一定程度時(shí)往往錨桿與圍巖拉脫，不能適應(yīng)圍巖的大變形。此外，這種支護(hù)在設(shè)計(jì)上沒有考慮到錨桿的側(cè)向剛度（即剪切剛度）和布置方式對巖體穩(wěn)定所起的作用。4、已有的伸縮式錨桿支護(hù)。這種支護(hù)采用的錨桿與傳統(tǒng)錨桿有所不同。它在錨桿局部設(shè)置一個(gè)可伸縮機(jī)構(gòu)，使錨桿受拉力后可在該局部產(chǎn)生一定的伸縮變形量，使之適應(yīng)軟弱巖體的大變形。這是較傳統(tǒng)錨桿有所改善的地方。但在其它方面仍具有傳統(tǒng)錨桿所擁有的缺點(diǎn)。此外，局部可伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)置使得錨桿的變形主要集中于其上某一部位，往往會導(dǎo)致圍巖內(nèi)部（相應(yīng)于錨桿伸縮機(jī)構(gòu)處）產(chǎn)生離層，這又反過來給圍巖的整體穩(wěn)定帶來不利因素。此外，現(xiàn)有的各種錨桿在設(shè)計(jì)上有一個(gè)共同的欠缺，即只考慮了抗拉錨固作用，而未考慮到其抗切錨固作用。由于在布置上一律采用沿圍巖表面法向布置的方式，故不能最有效地發(fā)揮錨桿支護(hù)的潛力。

圍巖的變形可分解為兩個(gè)分量，其一為沿其內(nèi)部滑移面的剪切變形，其二為沿滑移面法向的張壓變形。在設(shè)計(jì)錨桿時(shí)，既要考慮到錨桿要有足夠的抗切強(qiáng)度和抗彎剛度，能有效地控制圍巖的剪切變形，又要考慮到其足夠的抗拉強(qiáng)度和與圍巖相匹配的抗拉剛度，更要注意到錨桿群的布置模式，使之能有效地控制圍巖的張開位移和向洞內(nèi)的整體變形。要使錨桿在軟弱大變形巖體支護(hù)中能發(fā)揮有效作用，除了在設(shè)計(jì)中要考慮到錨桿的抗拉強(qiáng)度外，對其它四個(gè)因素（抗彎剛度、抗切強(qiáng)度、抗拉剛度和群體布置模式）均需作同樣重要的考慮。本實(shí)用新型正是出于以上五個(gè)方面的全盤考慮而提出的。具體實(shí)施例如下：

復(fù)合伸縮式錨桿分為內(nèi)外兩層。內(nèi)層具有阻止巖體沿其內(nèi)部滑移面滑動(dòng)的足夠抗彎剛度與抗切強(qiáng)度，同時(shí)又具備一定的抗拉強(qiáng)度，待外層受巖體變形而拉伸到一定程度時(shí)再承受第二階段拉力。外層具有較低的變形模量、較大的變形能力，同時(shí)又具有足夠的抗拉強(qiáng)度，以適應(yīng)軟巖的大變形同時(shí)又具有相應(yīng)的變形約束力：既要有效地控制巖體變形在一定范圍內(nèi)，維護(hù)巖體的整體穩(wěn)定性，又要允許巖體發(fā)生足夠大的變形，以利于巖體內(nèi)部應(yīng)力釋放，用合理的支護(hù)抗力維護(hù)巖體穩(wěn)定。

在選材上，要求內(nèi)層的材料剪切剛度與圍巖的剪切剛度之比達(dá)到足夠量值，而外層宜根據(jù)抗拉剛度與圍巖抗拉剛度相匹配的原則選取。對一般情況下的軟巖，內(nèi)層可選取鋼材（可因地制宜選用管材或棒材），外層選用工程塑料或其它變形性能和強(qiáng)度性能符合上述要求的材料。

如圖所示，復(fù)合伸縮式錨桿由錨根擋圈①，內(nèi)層桿體②，外層桿體③，外層焊條④，托板⑤和標(biāo)準(zhǔn)螺母⑥組成。錨桿外層采用全長砂漿粘結(jié)式錨固，內(nèi)層埋入端設(shè)有錨根，采用端部錨固。托板設(shè)在內(nèi)層的外露端，并用螺母固定。