CN103741687A - 一种扩孔压力分散型锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于岩土工程中锚杆支护技术领域，特别涉及一种扩孔压力分散型锚杆。解决岩土工程中锚杆支护中的技术问题，提供一种结构简单、操作方便的扩孔压力分散型锚杆。其结构为：(1)锚杆主体：伸展支架、支架套管、滑动压紧导轨和连接体的安装主体；(2)支架套管：连接锚杆主体和伸展支架构件；(3)伸展支架：安装于架套管上，随支架套管在锚杆主体上的运动实现伸展；(4)滑动压紧导轨：安装于锚杆主体上，通过支架套管在其上的滑动调节锚固体受力分布；(5)连接体：通过螺纹与锚杆主体进行连接，通过与主体的连接推动支架套管运动，实现伸展支架张开。本发明结构简单、操作方便、能满足岩土工程中锚杆支护技术要求，对岩土工程中锚杆技术的发展和应用都具有重要的价值。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程的锚杆支护技术领域，特别涉及一种扩孔压力分散型锚杆。
背景技术
岩土锚固是充分挖掘岩土体自身的潜能，解决复杂岩土工程问题最有效的途径之一。我国基础设施建设的快速发展对于岩土锚固技术提出了更高的要求，如进一步提高锚杆的耐久性；锚杆的承载力随着锚固段长度的增加而相应提高；锚杆的使用不影响周边地层的开发与利用等，而这些都是传统拉力型锚杆自身难以解决的问题。因此，开发与研究具有更好受力机理与工作性能的新型锚杆具有重要的意义。
目前岩土工程中的锚杆按锚固机理可分为摩擦型锚杆、摩擦-端压型锚杆和端压型锚杆。摩擦型锚杆是利用岩土体对锚固体的摩阻力来提供抗拔力；端压型锚杆主要是依靠岩土体对扩孔型的端承力提供抗拔力；摩擦-端压型锚杆兼有二者，既利用岩土体对摩擦型锚固段的摩阻力，同时又利用岩土体对扩孔型侧壁的摩阻力和端承力来提供抗拔力。
目前岩土工程中的锚杆按锚固体传力方式分为压力型锚杆、拉力型锚杆和复合型锚杆。拉力型锚杆应力分布不均匀，锚固效率低，锚固砂浆受拉应力易开裂，结果造成锚杆防腐性能差；压力型锚杆锚固砂浆受压，锚杆全长无粘结，在锚固底端荷载大，靠近孔口方向荷载明显减小，改善了锚固段应力分布，可缩短锚杆长度，锚固体砂浆受压应力、不易开裂且防腐性能好；
根据扩孔型锚杆和压力分散型锚杆的特点，将扩孔型锚杆和压力分散型锚杆的优势有机结合，一方面考虑到扩孔型锚杆的抗拔力主要来源是岩土体对扩孔型的端承力，扩孔型锚杆的抗拔力比传统的摩擦型锚杆大很多。很显然，扩孔型的端压面积越大越好。但扩孔较大会增加钻孔时间和消耗材料。另一方面压力分散型锚杆与普通压力型锚杆最大的区别在于，普通压力型锚杆只有一组受力组件，压力分散性有多组锚头，避免了应力集中的问题，减小了锚固体端部应力集中的同时，提高锚固承载力，但目前压力分散型锚杆由多个锚杆主体组成，降低了单根锚杆的承载能力。因此，开发出能够提高锚杆的锚固效果和耐腐蚀性能，改善其受力状态的新型锚杆对岩土工程的支护技术发展具有重要的理论和实践价值。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、操作方便的扩孔压力分散型锚杆。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：扩孔压力分散型锚杆包括装置锚杆主体、伸展支架、滑动压紧导轨、支架套管、连接体。其特点：(1)结构简单：便于加工和安装，可以在锚杆全长范围内设置多组伸展支架；(2)操作方便：当钻孔和扩孔后，将扩孔压力分散型锚杆安装于孔中，通过旋转锚杆，由连接体与锚杆主体的螺纹连接推动支架套管，支架套管相互接近，最后将伸展支架张开于扩孔中。锚杆安装结束后，对锚杆注入锚固剂。(3)滑动压紧导轨便于调整锚杆整体受力分布：支架与锚固剂形成锚固体，在受外力作用，支架套管将沿着滑动压紧导轨发生滑动，使得锚固体受力随着支架套管滑动位移的增加而增大，通过滑动压紧导轨可方便的调整锚杆整体受力分布，且导轨的坡度角设计可以根据所要求的受力分布条件进行调节；(4)锚杆主体通过连接体螺纹连接，不影响锚杆主体的整体强度。
本发明所提供的扩孔压力分散型锚杆，结构简单、操作方便、能满足岩土工程中锚杆支护技术要求，对岩土工程中锚杆技术的发展和应用都具有重要价值。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1伸展支架初始闭合状态示意图
图2伸展支架完全张开状态示意图
其中，①锚杆主体；②伸展支架；③滑动压紧导轨；④支架套管；⑤连接体
具体实施方式
本发明提供了一种扩孔压力分散型锚杆，下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。结构参数(以Φ40mm钻孔扩至Φ80mm为例)：
锚杆主体：伸展支架、支架套管、滑动压紧导轨和连接体的安装主体，其设计直径为Φ16mm；
支架套管：连接锚杆主体和伸展支架构件；
伸展支架：安装于架套管上，随支架套管在锚杆主体上的运动来实现伸展，其完全张开的长度为不大于80mm；
滑动压紧导轨：安装于锚杆主体上，通过支架套管在其上的滑动来调节锚固体受力分布，其坡度角根据受力条件进行设计；
连接体：通过螺纹与锚杆主体进行连接，作用为通过与主体的连接推动支架套管运动，实现伸展支架的张开。
实施方法：
(1)支架安装：将滑动压紧导轨、支架套管与锚杆主体连接，将连接体与锚杆主体连接，将伸展支架与支架套管进行连接；
(2)锚杆安装：当钻孔和扩孔后，将扩孔压力分散型锚杆安装于孔中，通过旋转锚杆，由连接体与锚杆主体的螺纹连接推动支架套管，支架套管相互接近，最后将伸展支架张开于扩孔中。
(3)锚固：锚杆安装结束后，注入锚固剂对锚杆进行锚固。
Claims (4)
1.一种扩孔压力分散型锚杆，解决岩土工程中锚杆支护问题，提供一种结构简单、操作方便的扩孔压力分散型锚杆。其主要结构为：锚杆主体：伸展支架、支架套管、滑动压紧导轨和连接体的安装主体；支架套管：连接锚杆主体和伸展支架构件；伸展支架：安装于架套管上，随支架套管在锚杆主体上的运动来实现伸展；滑动压紧导轨：安装于锚杆主体上，通过支架套管在其上的滑动来调节锚固体受力分布，其坡度角根据受力条件进行设计；连接体：通过螺纹与锚杆主体进行连接，作用为通过与主体的连接推动支架套管运动，实现伸展支架的张开。
2.根据权利要求1所述的扩孔压力分散型锚杆，其特征在于，所述支架与锚固剂形成锚固体，在受外力作用，支架套管将沿着滑动压紧导轨发生滑动，使得锚固体受力随着支架套管滑动位移的增加而增大，通过滑动压紧导轨可方便的调整锚杆整体受力分布，且导轨的坡度角设计可以根据受力分布条件进行调节。
3.根据权利要求1所述的扩孔压力分散型锚杆，其特征在于，所述的伸展支架数量可以根据具体条件进行配置，锚杆主体上可以安装多组，一组中可以安装多个支架。
4.根据权利要求1所述的扩孔压力分散型锚杆，其特征在于，伸展支架的长度根据具体扩孔尺寸进行调整。
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