一种压缝式摩擦型恒阻锚杆制造技术

本发明专利技术涉及工程支护技术领域，具体涉及一种压缝式摩擦型恒阻锚杆，解决现有技术中锚杆极限拉伸长度小，易功能过载失效及不具备柔性支护能力的技术问题；其结构包括：套筒、杆体、托盘和压块；杆体自上而下包括：实体段、恒阻段、锥形段、摩阻段和自由段；实体段为圆柱状实心结构；恒阻段、锥形段和摩阻段的侧壁沿轴向自上而下具有相同宽度缺口，恒阻段的外径大于摩阻段的外径，杆体通过锥形段将轴截面外径沿轴向从恒阻段的外径连续递减过渡到摩阻段的外径；套筒包括：粗孔段、锥孔段和细孔段；其内径与杆体适配。本发明专利技术在围岩发生大变形时本身不发生破坏，允许杆体发生较大的位移以适应围岩变形，还可以不断吸收围岩变形能量，保持围岩稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程支护
，具体涉及一种压缝式摩擦型恒阻锚杆。
技术介绍
在开展大型水电、高速公路、铁路等基础设施建设过程中，难免会遇到隧道以及地下硐室的开挖及支护。尤其是西南山区深埋长大隧道，构造活动强烈，区域构造应力大，围岩常处于高地应力状态。此时围岩在高地应力条件下常常表现出“大变形”的特点，具体表现为软岩大变形、岩爆大变形、冲击大变形、瓦斯突出大变形。而现有技术中的锚杆极限拉伸长度小，当地下工程围岩发生较大的变形时，锚杆往往不能适用围岩的大变形而出现锚头失效、锚杆拉断等破坏，进而引发塌方、冒顶等事故，甚至造成地下工程功能的丧失。为避免上述地质灾害的发生，需要对围岩进行加固及支护措施。常用的支护措施之一是采用锚杆支护方式，但是现有技术中的锚杆一般为不可伸长的刚性锚杆，在大变形条件下，不能起到良好的支护效果。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种压缝式摩擦型恒阻锚杆，解决现有技术中锚杆极限拉伸长度小，易功能过载失效及不具备柔性支护能力的技术问题。为此，本专利技术提供一种压缝式摩擦型恒阻锚杆，其结构包括：套筒、杆体、托盘和压块；所述杆体自上而下包括：实体段、恒阻段、锥形段、摩阻段和自由段；所述实体段为圆柱状实心结构；所述恒阻段、锥形段、摩阻段和自由段为金属管；所述恒阻段和锥形段的侧壁沿轴向自上而下具有相同宽度缺口，所述实体段和恒阻段外径相同，所述恒阻段的外径大于所述摩阻段的外径，所述杆体通过所述锥形段将轴截面外径沿轴向从所述恒阻段的外径连续递减过渡到所述摩阻段的外径；所述套筒包括：粗孔段、锥孔段和细孔段；所述粗孔段套装在所述实体段和恒阻段上，其内径与所述实体段的外径相适配，其长度大于所述实体段和恒阻段长度之和；所述锥孔段套装在所述锥形段上，其内腔形状和长度与所述锥形段的外形和长度相适配；所述细孔段套装在所述摩阻段上，其内径与所述摩阻段的外径相适配，其长度与所述摩阻段相同；所述自由段的末端设置有10～20cm的连接端，所述托盘为盘状，所述托盘的底部设置有允许所述连接端穿过的通孔；所述托盘以盘口面向所述套筒的方向套接在所述连接端上；所述压块紧固连接在所述自由段的末端，具有将所述托盘面向所述套筒的方向10～20cm行程的挤压自由度。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述套筒的顶端紧固连接有密封其内腔的顶盖。根据本专利技术的一个实施方式，其中，还包括PVC管；所述细孔段的下端的外形为方便套接所述PVC管并在套接处形成挤压密封时所需的锥形，所述PVC管套接在所述细孔段的下端并在套接处加温密封或捆绑密封。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述实体段与所述恒阻段为分体式结构，所述实体段的下端与所述恒阻段以螺纹或焊接的形式紧固连接。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述压块与所述连接端螺纹连接。根据本专利技术的一个实施方式，其中，还包括密封所述托盘、压块和连接端的密封盖，所述密封盖在密封所述托盘、压块和连接端时，其内腔剩余的空隙由水泥砂浆来填充。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述套筒的材质为硬质合金或优质钢，摩阻段的侧壁沿轴向自上而下具有与相同宽度缺口。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述套筒的侧壁均布有若干数量的肋板。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述套筒和杆体间的间隙处填充有润滑剂。为此，本专利技术提供一种应用如前所述的压缝式摩擦型恒阻锚杆进行围岩支护的方法，所述方法分为如下步骤：S1.在需要支护的围岩中打制锚孔，所述锚孔的孔径大于所述套筒外径10～15mm，孔深为所述压缝式摩擦型恒阻锚杆除去所述连接端后的长度；S2.向所述锚孔内注入锚固剂；S3.将所述压缝式摩擦型恒阻锚杆的外表面涂抹防水涂料；S4.将所述压缝式摩擦型恒阻锚杆放入所述锚孔中；S5.在所述连接端上套接所述托盘；S6.测试所述压缝式摩擦型恒阻锚杆的锚固力：若不合格，回到步骤S2；若合格，在所述连接端上安装所述压块并紧固；S7.用所述密封盖密封所述托盘、压块和连接端，所述密封盖内腔剩余的空隙由水泥砂浆来填充。本专利技术提供一种压缝式摩擦型恒阻锚杆在围岩发生大变形时可以受拉伸长而本身不发生破坏，允许杆体发生较大的位移以适应围岩变形，在此过程中还可以不断吸收围岩变形能量，保持围岩稳定。此外，本专利技术具有结构简单、抗柔性拉伸阻力强大、工作性能稳定、便于施工及造价低的特点。进一步的，本专利技术恒阻段和锥形段侧壁沿轴向自上而下具有相同宽度缺口，其横截面图形为C形，在杆体受到拉伸力时，锥形段及恒阻段会在套筒锥孔段的挤压下发生变形，直至其缺口咬合，形变后的恒阻段会在更大的拉力作用下被逐渐拉入套筒的细孔段，进而满足围岩发生大变形时可以受拉伸长而本身不发生破坏的技术效果；此外，由于本专利技术锥形段及恒阻段的形变为弹性形变，其形成的拉伸阻力均匀恒定，进而形成了恒阻连续大变形的技术效果；此外，在本专利技术的一个实施例中，缺口进一步延伸至摩阻段，这一设置对杆体的弹性形变提供更好的结构支持；进一步的，本专利技术实体段为圆柱状实心结构，因此不会发生挤压形变，其功能为位置锁定，当恒阻段大部分长度被拉入套筒的细孔段之后，其锁定功能确保恒阻段不会进一步从套筒的细孔段拉出套筒外，这一结构的设置为满足围岩发生大变形时拉伸的需要提供进一步的安保性的结构支持；进一步的，本专利技术顶盖的设置便于将套筒插入安装入注浆钻孔中的同时，阻隔注浆进入套筒中；进一步的，本专利技术PVC管的设置，通过与套筒下端的套接，达到了对自由段密封的技术效果，阻止水分和杂物进入；进一步的，本专利技术可以通过设定恒阻段、锥形段和摩阻段侧壁沿轴向自上而下缺口的缺口宽度、改变各组成部件的材质，改变个组成部分的长度及空心部位的壁厚来使工作性能得到进一步的提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中压缝式摩擦型恒阻锚杆的结构示意图；图2为图1的A-A截面剖视图；图3为图1的B-B截面剖视图；图4为图1的C-C截面剖视图；图5为图1中套筒结构示意图；图6为本专利技术实施例2中压缝式摩擦型恒阻锚杆的杆体结构示意图；...

【技术保护点】
一种压缝式摩擦型恒阻锚杆，其特征在于，包括：套筒(1)、杆体(2)、托盘(3)和压块(4)；所述杆体(2)自上而下包括：实体段(2‑1)、恒阻段(2‑2)、锥形段(2‑3)、摩阻段(2‑4)和自由段(2‑5)；所述实体段(2‑1)为圆柱状实心结构；所述恒阻段(2‑2)、锥形段(2‑3)、摩阻段(2‑4)和自由段(2‑5)为金属管；所述恒阻段(2‑2)和锥形段(2‑3)的侧壁沿轴向自上而下具有相同宽度缺口，所述实体段(2‑1)和恒阻段(2‑2)外径相同，所述恒阻段(2‑2)的外径大于所述摩阻段(2‑4)的外径，所述杆体(2)通过所述锥形段(2‑3)将轴截面外径沿轴向从所述恒阻段(2‑2)的外径连续递减过渡到所述摩阻段(2‑4)的外径；所述套筒(1)包括：粗孔段(1‑1)、锥孔段(1‑2)和细孔段(1‑3)；所述粗孔段(1‑1)套装在所述实体段(2‑1)和恒阻段(2‑2)上，其内径与所述实体段(2‑1)的外径相适配，其长度大于所述实体段(2‑1)和恒阻段(2‑2)长度之和；所述锥孔段(1‑2)套装在所述锥形段(2‑3)上，其内腔形状和长度与所述锥形段(2‑3)的外形和长度相适配；所述细孔段(1‑3)套装在所述摩阻段(2‑4)上，其内径与所述摩阻段(2‑4)的外径相适配，其长度与所述摩阻段(2‑4)相同；所述自由段(2‑5)的末端设置有10～20cm的连接端(2‑6)，所述托盘(3)为盘状，所述托盘(3)的底部设置有允许所述连接端穿过的通孔；所述托盘(3)以盘口面向所述套筒(1)的方向套接在所述连接端上；所述压块(4)紧固连接在所述自由段(2‑5)的末端，具有将所述托盘(3)面向所述套筒(1)的方向10～20cm行程的挤压自由度。...

【技术特征摘要】
1.一种压缝式摩擦型恒阻锚杆，其特征在于，包括：套筒(1)、
杆体(2)、托盘(3)和压块(4)；
所述杆体(2)自上而下包括：实体段(2-1)、恒阻段(2-2)、
锥形段(2-3)、摩阻段(2-4)和自由段(2-5)；所述实体段(2-1)
为圆柱状实心结构；所述恒阻段(2-2)、锥形段(2-3)、摩阻段(2-4)
和自由段(2-5)为金属管；所述恒阻段(2-2)和锥形段(2-3)的侧
壁沿轴向自上而下具有相同宽度缺口，所述实体段(2-1)和恒阻段
(2-2)外径相同，所述恒阻段(2-2)的外径大于所述摩阻段(2-4)
的外径，所述杆体(2)通过所述锥形段(2-3)将轴截面外径沿轴向
从所述恒阻段(2-2)的外径连续递减过渡到所述摩阻段(2-4)的外
径；
所述套筒(1)包括：粗孔段(1-1)、锥孔段(1-2)和细孔段(1-3)；
所述粗孔段(1-1)套装在所述实体段(2-1)和恒阻段(2-2)上，其
内径与所述实体段(2-1)的外径相适配，其长度大于所述实体段(2-1)
和恒阻段(2-2)长度之和；所述锥孔段(1-2)套装在所述锥形段(2-3)
上，其内腔形状和长度与所述锥形段(2-3)的外形和长度相适配；所
述细孔段(1-3)套装在所述摩阻段(2-4)上，其内径与所述摩阻段
(2-4)的外径相适配，其长度与所述摩阻段(2-4)相同；
所述自由段(2-5)的末端设置有10～20cm的连接端(2-6)，所
述托盘(3)为盘状，所述托盘(3)的底部设置有允许所述连接端穿
过的通孔；所述托盘(3)以盘口面向所述套筒(1)的方向套接在所
述连接端上；
所述压块(4)紧固连接在所述自由段(2-5)的末端，具有将所
述托盘(3)面向所述套筒(1)的方向10～20cm行程的挤压自由度。
2.根据权利要求1所述的压缝式摩擦型恒阻锚杆，其特征在于，
所述套筒(1)的顶端紧固连接有密封其内腔的顶盖(1-4)。
3.根据权利要求1所述的压缝式摩擦型恒阻锚杆，其特征在于，
还包括PVC管(2-7)；所述细孔段(1-3)的下端的外形为方便套接

【专利技术属性】
技术研发人员：孟陆波，李天斌，陈超，高美奔，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51