一种土质遗址锚固系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种土质遗址锚固系统，包括设置在危险体和遗址本体中的锚孔，锚孔的横截面为T形，锚孔底部的灌浆体设置在遗址本体中且灌浆体的直径大于锚孔前端的直径；锚孔内设有锚杆，锚杆的锚头固定设置在危险体内，锚杆包括拉杆、套杆和米字板，拉杆的外部套设有套杆，拉杆的底部套设有米字板，米字板为组装板，拉杆的尾部固定有与米字板相匹配的承压台，承压台与米字板可拆卸连接，米字板和承压台设置在灌浆体内。本实用新型专利技术的米字板使得锚杆在拉拔过程中充分利用了浆体和遗址体的围压，大大提升锚杆的锚固力可抗大变形性能。本实用新型专利技术操作简单、安装方便，维护保养便捷，有利于大范围推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种土质遗址锚固系统
本技术涉及土遗址加固工程实践以及试验研究的
，尤其涉及一种土质遗址锚固系统及其使用方法。
技术介绍
土遗址是以土为主要建筑材料的文化遗产，是人类文明发源与衍化的直接实物证据，也是优秀传统文化重要的历史根脉，具有重大的历史、艺术和科学价值。土遗址在亚洲、非洲、北美洲、南美洲和中东的主要干旱区均有大量遗存，其类型也相当丰富。如中国干旱环境和丝绸之路沿线的秦代至明代长城及附属建筑物、不同历史时期的佛寺遗址和古城均为土遗址的代表。然而在长期遭受风蚀、雨蚀、冻融、地震等多种自然营力和人类活动影响，坍塌、裂隙和掏蚀等直接或间接导致土遗址失稳毁灭的病害广泛发育，成为危及土遗址安全保存的首要问题。土遗址的保护遵循“最小干预，最大兼容”的保护理念。锚固技术因其具有扰动性弱、隐蔽性强和锚固力高等特点，在土遗址稳定性控制领域得到了广泛应用。锚固技术自20世纪90年代开始应用于土遗址保护加固实践，其发展历程较短，相应的理论发展滞后。传统岩土工程中常用的杆材与浆材，例如金属锚杆、水泥砂浆和树脂浆液等，因其物理力学性能与土遗址不兼容且耐久性不足，因此不能应用于土遗址锚固。当前，土遗址锚固的研究集中在锚固材料的选型、锚固工艺的优化和宏观锚固性能等方面。土遗址锚固常用全长粘结拉力锚固系统，其存在的主要缺点如下所示：①为了达到优异的土遗址锚固性能，天然木质杆材因其物理力学指标与土遗址兼容，常常被首选用于土遗址锚固。然而天然木质杆材由于自然生长其杆体顺直度不够，杆身存在的木疤或裂纹易造成杆体的受力脆断，这些弊端均为土遗址锚固埋下了安全隐患。②再有土遗址锚固系统目前常见破坏模式为杆体-浆体界面的脱粘解耦，揭示了杆与浆间咬合摩擦作用弱，更多地依靠了浆体的抗剪强度，而浆体的抗压性能没有得到充分利用。③另外，杆体-浆体界面应力的递进传递机理和沿着杆体浆体界面指数衰减的界面应力分布形式指出锚杆距锚头远处只能提供较小的抗拔力。④目前土遗址锚固系统存在有效锚固长度的现象，在有效锚固长度内，若要获得更大的锚固力只能增加锚固长度，然而锚固长度越长对土遗址的不可逆损伤越大。⑤目前土遗址锚固系统拉拔试验其荷载-位移曲线指出，土遗址锚固系统在较小的位移下锚固荷载即达到峰值，峰后荷载骤降，残余强度较小。这说明当前土遗址锚固系统抗大变形能力不足，对土遗址抗震要求下的稳定性控制能力不足。
技术实现思路
针对现有用于土遗址的锚杆锚固强度不能满足需求，容易损伤土遗址的技术问题，本技术提出一种土质遗址锚固系统及其使用方法，使得杆体和浆体间咬合作用增加，充分利用了浆体和遗址土体的抗压性能，在较小的损伤土遗址的情况下，提供了更大的持续锚固力。为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种土质遗址锚固系统，包括设置在危险体和遗址本体中的锚孔，所述锚孔的横截面为T形，锚孔底部的灌浆体设置在遗址本体中且灌浆体的直径大于锚孔前端的直径；所述锚孔内设有锚杆，锚杆的锚头固定设置在危险体内，所述锚杆包括拉杆、套杆和米字板，拉杆的外部套设有套杆，拉杆的底部套设有米字板，米字板为组装板，拉杆的尾部固定有与米字板相匹配的承压台，承压台与米字板可拆卸连接，米字板和承压台设置在灌浆体内。进一步地，所述米字板包括边板和中板，边板和中板相卡接，边板和中板均套设在套杆上，边板和中板均与承压台可拆卸连接。进一步地，所述边板包括边翼板和边板孔，边板孔设置在边翼板的中心；所述中板包括中翼板和中板孔，中板孔设置在中翼板的中心，中板孔与边板孔相对应且均套设在套杆上。进一步地，所述边板孔的外圆周上设有边槽，中板孔的外圆周上设有中槽，中槽卡接在边槽内。进一步地，所述套杆的数量设有至少两个，套杆之间设有咬合台，咬合台通过锥台锁固定在拉杆上；所述承压台通过锥台锁固定在拉杆的底部。进一步地，所述套杆的中心设有穿杆孔，穿杆孔的内壁上设有台阶，穿杆孔上设有与外部连通的通孔；所述台阶包括第一台阶、第二台阶和第三台阶，第一台阶、第二台阶和第三台阶所在的穿杆孔的直径依次增加，第一台阶、第二台阶和第三台阶上均设有通孔。进一步地，所述咬合台包括台基、基垫、锥度孔和通用槽，台基的底部固定设有基垫，台基和基垫的中部设有与锥台锁相匹配的锥度孔，基垫上设有通用槽；所述台基和基垫的外侧均固定设有边肋。进一步地，所述承压台包括基体、环垫、锥台孔和三棱固，基体的底部固定有环垫，环垫的下部固定设有三棱固，三棱固与组装板的边板和中板相匹配；基体和环垫中部设有与锥台锁相匹配的锥台孔；所述基体和环垫的外侧均固定设有立脊，立脊的分布与组装板的边板和中板沿圆周的分布相对应。进一步地，所述套杆材质的弹性模量小于拉杆材质弹性模量；所述边板和中板的长度等于2~5倍的锚孔直径；所述咬合台的基垫的截面直径等于2/3~1倍的锚孔直径；所述承压台的环垫的截面直径等于锚孔直径。与现有技术相比，本技术的有益效果：a.本技术设计了套杆，套杆材料选择与土遗址物理力学最大兼容的杆材，作为拉杆与浆体材料物理力学指标的中间过渡层。b.本技术设计了咬合台，咬合台的使用增加了杆体与浆体间的咬合摩擦，充分利用了浆体的抗剪和抗压强度，增加了锚杆的中段和后段的抗拔性能。c.本技术设计了加固结构的米字板，使得锚杆在拉拔过程中充分利用了浆体和遗址体的围压，大大提升锚杆的锚固力可抗大变形性能；同时米字板为组装板，可充分利用前端较细的锚孔空间伸入孔底，在孔底组装成米字板，米字板的边板和中板的独立可拆卸结构以及可随套杆倾斜插入锚孔底部，在锚孔底部组装成整块结构的米字板的方式，减小了对土遗址体的钻孔损伤，最大程度的保护了土遗址。d.本技术的操作简单、安装方便，各结构基于拉杆和套杆的组合基础上可独立使用，也可组合配套使用。e.本技术的锚固性能和锚固机理更加符合土遗址的保护加固理念，本技术基于“小损伤，高锚力，抗大变形”的土遗址锚固特点提出，可充分改善传统的土遗址锚固系统的性能。f.本技术的设计兼顾考虑了科研实验和施工生产的要求，使得整套装置制造简单、造价低廉，维护保养便捷，有利于大范围推广使用。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术的结构示意图。图2为本技术图1中锚杆的结构示意图。图3为本技术图2中拉杆的结构示意图。图4为本技术图2中套杆的剖面图。图5为本技术图4的俯视图。图6为本技术的套杆的侧视图。图7为本技术的咬合台的侧视图。图8为本技术图7的仰视图。图9为本技术的承压台的侧视图。图10为本技术图9中A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土质遗址锚固系统，包括设置在危险体和遗址本体中的锚孔（8），其特征在于，所述锚孔（8）的横截面为T形，锚孔（8）底部的灌浆体（7）设置在遗址本体中且灌浆体（7）的直径大于锚孔（8）前端的直径；所述锚孔（8）内设有锚杆（6），锚杆（6）的锚头（9）固定设置在危险体内，所述锚杆（6）包括拉杆（1）、套杆（2）和米字板（5），拉杆（1）的外部套设有套杆（2），拉杆（1）的底部套设有米字板（5），米字板（5）为组装板，拉杆（1）的尾部固定有与米字板（5）相匹配的承压台（4），承压台（4）与米字板（5）可拆卸连接，米字板（5）和承压台（4）设置在灌浆体（7）内。/n

【技术特征摘要】
1.一种土质遗址锚固系统，包括设置在危险体和遗址本体中的锚孔（8），其特征在于，所述锚孔（8）的横截面为T形，锚孔（8）底部的灌浆体（7）设置在遗址本体中且灌浆体（7）的直径大于锚孔（8）前端的直径；所述锚孔（8）内设有锚杆（6），锚杆（6）的锚头（9）固定设置在危险体内，所述锚杆（6）包括拉杆（1）、套杆（2）和米字板（5），拉杆（1）的外部套设有套杆（2），拉杆（1）的底部套设有米字板（5），米字板（5）为组装板，拉杆（1）的尾部固定有与米字板（5）相匹配的承压台（4），承压台（4）与米字板（5）可拆卸连接，米字板（5）和承压台（4）设置在灌浆体（7）内。


2.根据权利要求1所述的土质遗址锚固系统，其特征在于，所述米字板（5）包括边板（51）和中板（52），边板（51）和中板（52）相卡接，边板（51）和中板（52）均套设在套杆（2）上，边板（51）和中板（52）均与承压台（4）可拆卸连接。


3.根据权利要求2所述的土质遗址锚固系统，其特征在于，所述边板（51）包括边翼板（511）和边板孔（513），边板孔（513）设置在边翼板（511）的中心；所述中板（52）包括中翼板（521）和中板孔（523），中板孔（523）设置在中翼板（521）的中心，中板孔（523）与边板孔（513）相对应且均套设在套杆（2）上。


4.根据权利要求3所述的土质遗址锚固系统，其特征在于，所述边板孔（513）的外圆周上设有边槽（512），中板孔（523）的外圆周上设有中槽（522），中槽（522）卡接在边槽（512）内。


5.根据权利要求4所述的土质遗址锚固系统，其特征在于，所述套杆（2）的数量设有至少两个，套杆（2）之间设有咬合台（3），咬合台（3）通过锥台锁（12）固定在拉杆（1）上；所述承压台（4）通过锥台锁（12）固定在拉杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔凯，王东华，俞莉，吴国鹏，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62