【技术实现步骤摘要】
一种预应力可视化大变形让压锚杆及其使用方法
[0001]本专利技术涉及一种预应力可视化大变形让压锚杆及其使用方法，适用于适用于软弱破碎围岩大变形区域，属于地下工程支护领域。
技术介绍
[0002]预应力锚固技术通过在锚杆上施加预应力来实现岩体的稳定，可充分发挥岩体的稳定性，是一种可靠性强、经济效益好、对原岩扰动小的加固技术。传统的预应力锚杆由锚头、杆体和垫板等组成。锚头通过锚固剂产生的锚固力将锚杆与围岩固结起来，并通过对锚杆施加一定的预应力(预紧力)以发挥对围岩的主动支护作用。一般来说，对锚杆施加预应力(预紧力)是锚杆主动支护的主要手段，预应力(预紧力)处于合适的范围内才能最大发挥锚杆的主动支护作用。但由于受围岩变形、施工安装等因素影响，锚杆安装后其预应力会造成不可控的损失。因此，如何实时获得巷道、隧道及洞室等地下工程锚杆预应力的实际情况，是影响锚杆支护效果能否得到充分发挥的关键。与此同时，在巷道、隧道等地下工程中一些高地应力区域的软弱破碎围岩易发生大变形破坏造成支护困难，对施工人员和生产设备造成巨大的生命财产损失，对我国矿...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预应力可视化大变形让压锚杆，其特征在于：使用的钻孔(2)为阶梯钻孔结构，前端为锚杆(3)锚固钻孔段，后端为直径更大的钻孔扩孔段(29)；其包括锚杆(3)，锚杆(3)端部设有用以搅拌锚固剂(4)的锯齿状锚固端头(25)，锚杆(3)中段上间隔设有用以根据围岩变形程度从而提高锚固力的微型液压千斤顶(19)，锚杆(3)尾端上设有液压活塞式的让压活塞结构和压力检测装置，其中让压活塞结构设置在钻孔扩孔段(29)中，让压活塞结构包括活塞式托盘(5)和金属套筒(16)，活塞式托盘(5)上设有用以安装螺栓固定在围岩(1)上的法兰，法兰通过设置托盘螺栓(6)和托盘螺母(7)固定在围岩(1)上；活塞式托盘(5)前端在预设钻孔内设有活塞压头，活塞压头与金属套筒(16)匹配形成活塞结构，金属套筒(16)抵在钻孔扩孔段(29)的端部；压力检测装置包括测压螺母(8)，测压螺母(8)紧贴活塞式托盘(5)安装在锚杆(3)尾部的外露段上，测压螺母(8)上连接有预应力监测装置(13)，预应力监测装置(13)内设有压力传感器(26)，通过压力传感器(26)实时监测预应力监测装置(13)内的气体压强；所有微型液压千斤顶(19)均通过高延伸率软管(18)与金属套筒(16)相连，当围岩发生变形时，围岩向外挤压金属套筒(16)，活塞式托盘(5)的活塞压头在压金属套筒(16)内部相对运动，当产生的压力达到预设阈值后则通过高延伸率软管(18)控制微型液压千斤顶(19)伸展从而增加与钻孔(2)的钻孔壁之间的力，从而完成让压。围岩发生变形时，围岩向外挤压金属套筒，活塞式托盘可在其内部运动。2.根据权利要求1所述的一种预应力可视化大变形让压锚杆，其特征在于：高延伸率软管(18)与金属套筒(16)连接处设置有可在压力达到规定值后打开的压力式阀门(20)，微型液压千斤顶(19)包括垂直设置在锚杆(3)上的液压缸(31)，液压缸(31)上设有作为液压杆的传力杆(21)，传力杆(21)端部设有与钻孔壁结构匹配的/4环形传力板(22)，1/4环形传力板(22)的外表面设有多个凸起的尖刺(32)。3.根据权利要求1所述的一种预应力可视化大变形让压锚杆，其特征在于：蜂窝状弹塑性材料(17)设置在金属套筒(16)内，金属套筒(16)与活塞式托盘(5)端部匹配形成活塞与活塞缸结构，蜂窝状弹塑性材料(17)在金属套筒(16)内的空隙中设有液压介质(27)，活塞式托盘(5)端部与金属套筒(16)之间设有密封用的环形密封橡胶垫b(15)；当围岩(1)发生变形时，围岩(1)挤压金属套筒(16)向活塞式托盘(5)移动，从而使活塞式托盘(5)通过环形密封橡胶垫b(15)挤压蜂窝状弹塑性弹塑性材料(17)变形进行让压，同时由于金属套筒(16)内空间减小，液压介质(27)体积压缩，液压开始增大，当压力达到设定值时压力式阀门(20)打开，使液压介质(27)经由高延伸率软管(18)流动至各微型液压千斤顶(19)中从而使微型液压千斤顶(19)工作。4.根据权利要求1所述的一种预应力可视化大变形让压锚杆，其特征在于：测压螺母(8)包括旋转模块(9)，旋转模块(9)连接有活塞式推进模块(23)，活塞式推进模块(23)连接有压力传递模块(24)，其中压力传递模块(24)上设置有旋转式阀门(14)，旋转式阀门(14)通过旋转控制压力传递模块(24)与压力传感器(26)通过高延伸率软管(18)连接，压力传递模块(24)设置在活塞式推进模块(23)与活塞式托盘(5)之间，活塞式推进模块(23)与压力传递模块(24)之间活塞连接，两者之间设有保持密闭的环形密封橡胶垫a(11)，活塞式推进模块(23)能够在压力传递模块(24)中进行活塞运动并压缩压力传递模块中的气体体积，活塞式推进模块(23)与旋转模块(9)之间设置有多颗用以保持转模块(9)与活塞式推进模块
(23)之间自由转动的旋转钢珠(10)，旋转模块(9)通过螺纹能够在锚杆(3)上旋转前进并推动活塞式推进模块(23)在压力传递模块(24)中进行活塞运动，当活塞式推进模块(23)在压力传递模块(24)中压缩时，则压缩气体体积；当安装时则需要拉伸活塞式推进模块(23)。5.根据权利要求4所述的一种预应力可视化大变形让压锚杆，其特征在于：预应力监测装置(13)通过高延伸率软管(18)与压力传递模块(24)上的旋转式阀门(14)相连，预应力监测装置(13)通过高延伸率软管(18)连接有微型压缩至空气压缩机(28)，通过微型空气压缩机(28)向预应力监测装置(13)和压力传递模块(24)内输送压缩空气(12)，通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆彬，戚振豪，刘滨，黄炳香，陈梁，王迎超，赵兴龙，康永水，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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