本申请提供了一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，该装置中，反脱接手的上端和钻杆沿第一方向通过丝扣连接，其中，反脱接手为圆筒形结构；上芯轴的上端与反脱接手的圆筒形结构的内侧壁沿第二方向通过丝扣连接，上芯轴的下端伸出反脱接手的下端；锁锚组件位于反脱组件的下方，套设于上芯轴，限位组件位于锁锚组件的下方，上端与锁锚组件的下端沿第二方向通过丝扣连接，限位组件的下端沿周向设有多个球形卡槽；卡锚组件位于限位组件的下方，包括：钢球、限位板和锥芯轴，限位板有多个，多个限位板沿锥芯轴的母线安装于锥芯轴的外侧面；钢球有多个，多个钢球对应位于多个球形卡槽内，且与多个限位板和锥芯轴的外侧面形成的滚落轨道相对。道相对。道相对。
【技术实现步骤摘要】
一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置
[0001]本申请涉及地质灾害应力应变监测预警
，特别涉及一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，主要应用于深孔钢绞线预制预应力拉锚。
技术介绍
[0002]断裂带两盘岩体应力下降是由于地震断裂带上(岩体边界界面)发生牛顿力下降引起的，深部地质灾害监测预警和控制的本质是测量构造面(带)上牛顿力的变化过程。如何及时、灵敏的测量及捕捉牛顿力变化是该领域的关键；
[0003]深部地质灾害监测，利用在钻孔内下方的钢绞线，传递深部底层断裂(面)带的应力及位移到地表的监测系统。因此，钢绞线捕捉传递应力、位移的能力是深部地质灾害监测预警的关键。
[0004]地震灾变发生时，断裂(面)带两盘块体沿着深部发震断裂面会产生位移(汶川地震龙门山断裂带产生相对位移量5
‑
6m)，震级较小的地震，这个位移量往往会更小。深部地质灾害监测钻孔较深，深度取决于钻穿地层断裂构造带进入完整基岩的埋深(程海断裂响牛NPR牛顿力水监测孔孔深为310米)，，钢绞线下放入孔底后，由于钢绞线的柔性和自重，钢绞线自身并不能保持铅锤状态，，钢绞线整体结构负重压缩形变量储积叠加(程海断裂带响水监测孔现场实测储积叠加长度达2.8m)，且宜使井内多根钢绞线之间出现打结事故。也就是说要实现监测机理目标，当发生不同大小的地应力所致的应变位移时，首先要克服界面损耗应力应变值后传至地表监测预警系统，如果是短时小应变，就无法及时监测到具体数据，要使井内自由状态钢绞线应力损耗达到最小状态，在钢绞线锚固段注浆固结前施加一种预应力锚固装置，是实现深部地质灾害监测的重要技术环节；。
[0005]深部地质灾害监测下放钢绞线后，对钢绞线施加预应力，井底需要有稳固的固定端来承受预应力，通过向井内固定端灌注水泥，凝固后形成固定端。但是往往由于固定端长度的限制，加之孔内井壁不完整等因素影响，通过水泥凝固形成的锚固力不能满足预警监测预应力施加。因此，提供井内固定端的锚固力是深部地质灾害监测的重要环节。
[0006]因此，预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，将钢绞线送入孔底，保证工作后形成卡锚机制，注浆前对钢绞线预拉使其处于垂直状态，消减钢绞线应力及位移损耗，增强钢绞线捕捉断裂面(带)牛顿力变化的灵敏度，是完成深部地质灾害监测预警的重要保障。
[0007]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
[0008]本申请的目的在于提供一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0009]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0010]本申请提供了一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，包括：反脱组件、锁锚组件、限位组件和卡锚组件，所述反脱组件包括：反脱接手和上芯轴，所述反脱接手的上端和
钻杆沿第一方向通过丝扣连接，其中，所述反脱接手为圆筒形结构；所述上芯轴的上端与所述反脱接手的圆筒形结构的内侧壁沿第二方向通过丝扣连接，所述上芯轴的下端伸出所述反脱接手的下端；其中，所述第一方向与所述第二方向为相反方向；所述锁锚组件位于所述反脱组件的下方，套设于所述上芯轴，其中，所述锁锚组件上设有上小下大的锥形卡槽，所述锥形卡槽内安装预应力无损界面牛顿力监测用钢绞线；所述限位组件位于所述锁锚组件的下方，上端与所述锁锚组件的下端沿所述第二方向通过丝扣连接，所述限位组件的下端沿周向设有多个球形卡槽；所述卡锚组件位于所述限位组件的下方，包括：钢球、限位板和锥芯轴，所述限位板有多个，多个所述限位板沿所述锥芯轴的母线安装于所述锥芯轴的外侧面；所述钢球有多个，多个所述钢球对应位于多个所述球形卡槽内，且与多个所述限位板和所述锥芯轴的外侧面形成的滚落轨道相对应；其中，所述上芯轴的下端依次穿过所述锁锚组件、所述限位组件后与所述锥芯轴的上端连接。
[0011]优选的，所述反脱组件还包括：索接手，所述索接手的上端与所述反脱接手的下端通过矩形卡齿连接，所述索接手的中部设有第一通孔，所述上芯轴的下端穿过所述第一通孔。
[0012]优选的，所述锁锚组件包括：索锚具，所述索锚具上设有第二通孔，以套设所述上芯轴，所述索锚具上设有多个所述锥形卡槽，其中，多个所述锥形卡槽沿所述第二通孔的周向均布，且位于所述第二通孔的外侧，每个所述锥形卡槽中均通过夹片锁死一根所述钢绞线，其中，所述夹片的外侧壁与所述锥形卡槽的内侧壁相适配，所述夹片的内侧壁与所述钢绞线相适配。
[0013]优选的，所述锁锚组件还包括：限位垫和限位环，所述限位垫位于所述锥形卡槽的下端，且所述限位垫的上端面与所述夹片的下端面相抵接；所述限位环位于所述限位垫的下方，且所述限位环的上端面与所述限位垫的下端面相抵接；其中，所述限位垫有多个，多个所述限位垫分别与多个所述锥形卡槽相适配。
[0014]优选的，所述限位组件包括：调位上节、调位中节和调位下节，所述调位上节的上端与所述索锚具的下端沿所述第一方向通过丝扣连接，所述调位中节的上端与所述调位上节的下端伸缩连接，所述调位中节的下端与所述调位下节的上端伸缩连接，且所述调位中节的外侧壁上套设有压缩弹簧，其中，所述压缩弹簧的两端分别与所述调位上节的下端、所述调位下节的上端相抵接；所述调位下节上沿周向设有多个所述球形卡槽。
[0015]优选的，所述调节上节、所述调位中节和所述调位下节均为圆筒形，所述调位中节的外径小于所述调位上节、所述调位下节的内径；所述调位上节的圆筒内侧壁和所述调位下节的圆筒内侧壁均设有环形限位件，所述环形限位件用于对所述调位中节在所述调位上节的圆筒内的移动、以及所述调位中节在所述调位下节的圆筒内的移动进行限位。
[0016]优选的，所述调位中节的圆筒内侧壁上设有环形卡槽，对应的，所述环形限位件为卡箍，所述卡箍可拆卸安装于所述环形卡槽中。
[0017]优选的，所述锥芯轴为上小下大的圆台状，且所述锥芯轴的小端伸入所述调位下节的圆筒内，所述锥芯轴的大端位于所述调位下节的外侧。
[0018]优选的，所述滚落轨道由所述锥芯轴的上端延伸至所述锥芯轴的下端。
[0019]优选的，所述反脱接手和所述钻杆为正丝丝扣连接，所述上芯轴和所述反脱接手为反丝丝扣连接。
[0020]有益效果：
[0021]本申请实施例提供的技术方案中，通过反脱组件的反脱接手与钻杆丝扣连接，反脱组件上的上芯轴与反脱接手之间丝扣连接，上芯轴依次穿过锁锚组件、限位组件后与卡锚组件中的锥芯轴连接，由于反脱接手与钻杆之间丝扣连接方向、反脱接手和上芯轴之间丝扣连接方向相反，因而，通过钻杆推动锥芯轴下降，将锥芯轴送入钻孔孔底；钻杆转动，带动反脱接手与上芯轴脱离；由于在锁锚组件的锥形卡槽中安装有预应力无损界面牛顿力监测用钢绞线，锁锚组件与限位组件丝扣连接，在地表向上提拉钢绞线，带动锁锚组件上提，进而带动限位组件上提；由于限位组件下端的球形卡槽中设有钢球，当锁锚组件上提至钢球限制高度后，钢球与球形卡槽脱离，沿卡锚组件中的限位板与锥芯轴之间形成的滚落轨道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，其特征在于，包括：反脱组件、锁锚组件、限位组件和卡锚组件，所述反脱组件包括：反脱接手和上芯轴，所述反脱接手的上端和钻杆沿第一方向通过丝扣连接，其中，所述反脱接手为圆筒形结构；所述上芯轴的上端与所述反脱接手的圆筒形结构的内侧壁沿第二方向通过丝扣连接，所述上芯轴的下端伸出所述反脱接手的下端；其中，所述第一方向与所述第二方向为相反方向；所述锁锚组件位于所述反脱组件的下方，套设于所述上芯轴，其中，所述锁锚组件上设有上小下大的锥形卡槽，所述锥形卡槽内安装预应力无损界面牛顿力监测用钢绞线；所述限位组件位于所述锁锚组件的下方，上端与所述锁锚组件的下端沿所述第二方向通过丝扣连接，所述限位组件的下端沿周向设有多个球形卡槽；所述卡锚组件位于所述限位组件的下方，包括：钢球、限位板和锥芯轴，所述限位板有多个，多个所述限位板沿所述锥芯轴的母线安装于所述锥芯轴的外侧面；所述钢球有多个，多个所述钢球对应位于多个所述球形卡槽内，且与多个所述限位板和所述锥芯轴的外侧面形成的滚落轨道相对应；其中，所述上芯轴的下端依次穿过所述锁锚组件、所述限位组件后与所述锥芯轴的上端连接。2.根据权利要求1所述的预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，其特征在于，所述反脱组件还包括：索接手，所述索接手的上端与所述反脱接手的下端通过矩形卡齿连接，所述索接手的中部设有第一通孔，所述上芯轴的下端穿过所述第一通孔。3.根据权利要求1所述的预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，其特征在于，所述锁锚组件包括：索锚具，所述索锚具上设有第二通孔，以套设所述上芯轴，所述索锚具上设有多个所述锥形卡槽，其中，多个所述锥形卡槽沿所述第二通孔的周向均布，且位于所述第二通孔的外侧，每个所述锥形卡槽中均通过夹片锁死一根所述钢绞线，其中，所述夹片的外侧壁与所述锥形卡槽的内侧壁相适配，所述夹片的内侧壁与所述钢绞线相适配。4.根据权利要求3所述的预应力无损界面牛顿力监测拉锚装置，其特征在于，所述锁锚组件还包括：限位垫和限位环，所述限位垫位于所述锥形卡槽的下...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖明儒，周洪博，侯永莉，姚文生，肖圣博，
申请(专利权)人：周洪博肖圣博，
类型：发明
国别省市：
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