【技术实现步骤摘要】
一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆、制备及使用方法
[0001]本专利技术属于岩土锚固工程
，具体涉及一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆、制备及使用方法。
技术介绍
[0002]锚杆支护由于其安全、高效、低成本等特点，已成为地下工程的主要支护方式。深部工程高应力环境极易诱发井巷工程的大变形、塌方、岩爆等灾害。常规锚杆由于伸长率小、承载力低，易发生支护失效现象。如井下矿山常用的树脂锚杆和水泥砂浆锚杆，在全长锚固时刚度大、变形能力小，让压能力差，与围岩变形不协调。受到冲击载荷过程中螺纹钢杆体常被“拉断”或与螺母“脱锚”；而管缝锚杆虽具备较大的变形能力，但其锚固力不足，难以有效控制岩体变形与失稳。因此，研发具备较高锚固力、且能提供足够变形能力的锚杆支护元件是应对深部工程大变形和冲击灾害的关键。
[0003]为此，国内外提出吸能锚杆又称屈服锚杆、可延伸锚杆作为深部工程支护手段。较典型的如锥形锚杆、MCB
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33、D
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bolt等材料变形型吸能锚杆，该类锚杆通过解除杆体与灌浆间的粘结关系实现锚杆滑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于，包括刚性部分和柔性部分，刚性部分和柔性部分通过螺纹钢杆体连接在一起；所述刚性部分包括螺纹钢杆体、锚固剂和第一螺母；所述螺纹钢杆体刚性端杆体上设置有若干断裂点，带有断裂点部分的螺纹钢杆体位于钻孔底部，且螺纹钢杆体和钻孔间通过刚性部分的锚固剂进行锚固固定，螺纹钢杆体靠近锚固剂部分安装有第一螺母；所述柔性部分包括开缝套管、自膨胀药柱、承力环和第二螺母；所述开缝套管套装在螺纹钢杆体的柔性端，开缝套管与螺纹钢杆体之间安装有自膨胀药柱，自膨胀药柱靠近钻孔孔口一端设置有螺接在螺纹钢杆体上的第二螺母，承力环套装在螺纹钢杆体上，且位于第一螺母和开缝套管之间，螺纹钢杆体延伸至钻孔外侧部分安装有托盘，且通过安装在螺纹钢杆体上的第三螺母固定。2.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述开缝套管为沿纵向开缝的薄壁钢管，其外径大于钻孔直径，尾部加工成锥型，便于现场安装。3.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述承力环安装在距离开缝套管尾部3
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5cm处，其厚度为12
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20mm，承力环外径小于钻孔直径，且大于开缝套管尾部锥口直径。4.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述锚固剂为树脂锚固剂、快干水泥砂浆锚固剂或膨胀锚固剂。5.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述自膨胀药柱包括中空圆筒、自膨胀锚固剂、吸水纸和第二环状封盖；所述自膨胀药柱通过螺纹钢杆体被连续安装在开缝套管内部，并用第二螺母约束在固定位置；所述中空圆筒内填充有自膨胀锚固剂，中空圆筒开口端自膨胀锚固剂顶部设置有第二环状封盖，中空圆筒外壁包裹有吸水纸。6.根据权利要求5所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述中空圆筒包括带有若干吸水孔的外筒，通过吸水孔的设置增加透水能力，所述外筒内同轴套装有内筒，外筒与内筒之间形成自膨胀锚固剂安装空间，外筒与内筒一端安装有第一环状封盖，外筒外径小于开缝套管内径，内筒内径大于螺纹钢杆体外径。7.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述的自膨胀锚固剂采用硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂或金属类膨胀剂。8.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆，其特征在于：所述螺纹钢杆体前端露出开缝套管30
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60cm用于安装锚固剂，后端露出钻孔孔口10
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20cm用以安装托盘和第三螺母。9.根据权利要求1所述的一种梯级破断的自膨胀吸能锚杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制作螺纹钢杆体、第一螺母、第二螺母、第三螺母和断裂点选用高强度精轧锰钢制作螺纹钢杆体，杆体长2.0
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2.4m、直径18
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26mm；第一螺母、第二螺母、第三螺母的内螺纹与螺纹钢杆体外螺纹相匹配，第一螺母、第二螺母、第三螺母外径34
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38mm、长25
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45mm；断裂点预制在距离螺纹钢杆体端部0.3
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0.7m处，且位于刚性部...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨正明，徐帅，郭玟志，黄梦龙，汪昕，张景轩，李润然，李章超，李志军，张理蒙，陈桥，熊国庆，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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