CN104100286B - 一种恒阻大变形锚杆/锚索及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒阻大变形锚杆/锚索及其设计方法。针对现有大变形锚杆拉拔过程中阻力呈间断不连续性的缺陷，本发明提供一种恒阻大变形锚杆/锚索。该产品包括杆/索体、恒阻套筒、切削刀具，杆/索体是阶梯轴式结构体，包括大外径段与小外径段；恒阻套筒是一端封闭一端开口的筒状结构，套在大外径段外；切削刀具是环状，穿接在小外径段外部。本产品提供开槽式与棱条式两种具体结构。本发明产品能够提供连续、恒定的阻力，且结构简单、操作方便、安全可靠、耐久性好。本发明还提供了恒阻大变形锚杆/锚索的设计方法，包括开槽式槽深h、棱条式棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b参数的设计。设计方法易于实现对恒阻力的调整，满足现场工况需要。

Description

一种恒阻大变形锚杆/锚索及其设计方法

技术领域

本发明涉及一种锚杆/锚索，特别是涉及一种恒阻大变形锚杆/锚索，属于工程机械领域、岩土工程锚固技术领域。

背景技术

锚杆、锚索是最常用的岩土工程锚固结构，在边坡支护工程、隧道围岩支护、采矿巷道支护等领域都有大量的应用。传统锚杆/索为基本上属于刚性结构，对变形的容忍量小。在岩体质量差，变形量大的情况下，以及地震、爆破振动等动荷载作用时，锚杆/索被拉断进而造成工程失稳破坏的现象非常多。应对地震、爆破动荷载作用和围岩大变形的情况，采用能容许大变形的耗能锚杆/索是较好的工程解决方案。

目前，大变形锚杆/锚索从功能原理上大致可分为两种：一种是通过锚杆体自身材料延性来提供大变形，如挪威的D-Bolt。这类锚杆/锚索结构简单和普通锚杆差别不大，但对材料的延展性要求高，且容许的变形量一般仍较小；另一种是恒阻大变形锚杆/锚索，如Atlas Copco公司的Roofex^TM大变形锚杆，在普通锚杆/锚索外加装恒阻装置，即恒阻器，利用锚杆/锚索主体在拔出时与恒阻器间的摩擦来得到恒定阻力和大变形能力。这类锚杆/锚索也可以实现恒阻大变形的目的，但摩擦体老化失效是其典型缺陷之一。

公布号为CN102359386A，名称为“一种剪切套管式让压锚杆”的中国发明专利申请公开了一种剪切套管式让压锚杆，其套管设计成具有一大一小两种内径的圆形长管，锚杆杆体表面焊接有一定数量及间距的剪切核，通过剪切核与套管小内径段的相互剪切作用实现变形让压能力。该产品主要有四方面缺陷：其一、由于剪切核是有间距的排列分布，因此在锚杆拉拔过程中阻力也呈间断不连续性，在一组剪切核发生破坏后锚杆会有突然失去作用的短暂时间，这对支护工程的实际操作非常不利，安全隐患较大。其二、套筒通过对剪切核的直接剪切破坏发挥作用，极限抗力即为破坏时的剪力，因而阻力的力学特性(方向、大小)简单，产品应用的扩展性有限，难以根据实际工况需要针对性设计特定力学指标的锚杆。其三、剪切核焊接在锚杆杆体表面，容易因假焊、虚焊等导致不利后果，且加工成型的锚杆也易因保管存放不当而致使剪切核生锈脱落。其四、该锚杆加工时采用先在锚杆体表面焊接剪切核与阻挡块后再装入套管的方法，为保证锚杆体能最终放入套管内并保留设计的间隙大小，因而对焊接工艺要求较高，增加了加工成本。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、安全、可靠性高、耐久性好的恒阻大变形锚杆/锚索，该锚杆/锚索能够提供持续恒定的变形阻力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种恒阻大变形锚杆/锚索，包括杆/索体、恒阻套筒、切削刀具，其特征在于：所述杆/索体是阶梯轴式结构体，包括大外径段与小外径段；所述恒阻套筒是一端封闭一端开口的筒状结构，套在所述大外径段外，与大外径段过盈联接；所述切削刀具是环状，穿接在小外径段外部，刀口与轴肩紧接；所述切削刀具与所述恒阻套筒静联接。

上述锚杆/锚索，在锚杆/锚索主体与恒阻套筒产生轴向的相对位移时，切削刀具自轴肩起连续行进式切削锚杆/锚索主体的大外径段，即刀口在大外径段上沿轴向开槽，由此产生恒定、连续的变形阻力。一般地，刀口需要采用适宜金属切割的硬质合金钢材料加工而成，锚杆/锚索主体采用一般锚杆用钢材加工而成。

切削刀具呈环状，便于安装在杆/索体上。一般地，刀口设计成三角形。刀口刃角角度对刻槽时的阻力大小有直接影响，再加上刻槽的断面形状、面积以及槽的数量共同决定恒阻器的抗力大小。由于锚杆/锚索的使用环境，因此本发明产品中切削刀具对切削精度、平整度等无特殊要求，只需通过切削提供一定的抗力。一般地，刃角设计为70°～80°。

上述锚杆/锚索，切削刀具包括两端开口的筒状外壳，筒状外壳穿接在杆/索体的小外径段外，一端开口处与恒阻套筒开口端静联接；筒状外壳内腔中部的刀口与所述轴肩紧接。筒状外壳与恒阻套筒开口端的螺纹联接。筒状外壳与恒阻套筒开口端螺纹联接的最大抗拉力应大于恒阻器发生切削时的抗力。

切削刀具连续行进式切削锚杆/锚索主体的大外径段时会产生切屑，可能会影响阻力平衡分布，甚至无法拉拔。因此，上述锚杆/锚索大外径段设计可进行优化，在大外径段与恒阻套筒间预留一定空隙。同时为防止切屑产生量较少不能充分填充预留空隙时，杆/索体可能会在恒阻套筒内晃动，因此采用恒阻套筒与切削刀具同时从前后两个位置夹持固定杆/索体结构设计，具体技术方案为：大外径段的末端膨大呈基座；大外径段通过基座与恒阻套筒过盈联接，这是一侧夹持固定位置；同时，切削刀具筒状外壳内腔中部设计有环状刀座，环状刀座穿接在小外径段外，与小外径段过盈联接，这是另一侧夹持固定位置。通过前后两个夹持固定位置，可以使杆/索体大外径段既与恒阻套筒间预留一定空隙，又能稳固安装在恒阻套筒内。刀口安装在环状刀座上，与轴肩紧接。

上述锚杆/锚索在杆/索体的大外径段部分设计可做适当变形，具体技术方案是：大外径段采用外部覆盖棱条的外花键式结构设计，切削刀具与棱条的轴肩紧接。该锚杆/锚索在使用中，当锚杆/锚索主体与恒阻套筒产生轴向的相对位移时，切削刀具刀口自轴肩位置起连续行进式切削锚杆/索体表面的棱条，由此获得连续、恒定阻力。

上述大外径段采用外花键式结构设计的杆/索体在行进式切削过程中除可提供恒定阻力并产生大变形外，还可以节省加工材料。一般地，刀口采用适宜金属切割的硬质合金钢材料加工而成，杆/索体采用一般锚杆用钢材加工而成，棱条与杆体一次成形。

上述锚杆/锚索的棱条结构可进一步优化，具体是：优化一：棱条设计为楔形，棱条截面积沿自轴肩向杆/索体端头的方向逐渐增大。优化二：棱条长度缩短且排列为多段，棱条数量沿自轴肩向杆/索体端头的方向逐渐增多。两种优化设计均具有增阻功能，即提供的抗拔阻力随拉出的长度增加而增大。

上述大外径段采用外花键式结构设计的锚杆/锚索中，可将刀口设计呈环状。该设计既能保证拉拔过程中产生的阻力沿杆/索体周向平衡分布，又可简化刀口部位的加工工艺。

刀具设计为环形，刀口刃角角度对切削阻力有影响，可通过试验确定。棱条的数量、宽度对恒阻器的抗力有影响，棱条数量越多、棱条与刀口接触越宽，其产生的阻力越大。棱条的数量、宽度可通过试验优化确定。

本发明提供的恒阻大变形锚杆/锚索采用切削刀具行进式切削锚杆/索体上的突出棱条或在锚杆/索体上开槽的方式提供连续、恒定的阻力。切削刀具与被切削物体之间的相互作用力复杂，在具体加工中，可以在确定锚杆/锚索工作条件下实际需要的抗力的前提下，通过实验确定切削刀具的刚度、刃角以及被切削材料的屈服强度、刚度，并且使各参数之间达到一定的匹配关系，设计得到需要的力-变形关系曲线，从而完成上述恒阻大变形锚杆/锚索的完整设计。基于此，本发明进一步提供上述恒阻大变形锚杆/锚索的设计方法，具体技术方案包括开槽式恒阻大变形锚杆/索的槽深h设计方法，棱条式恒阻大变形锚杆/索的棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b设计方法。

在开槽式锚杆/索的设计中，主要设计参数包括槽底角θ、槽深h、刻槽数量n，其设计值都需根据锚杆/索实际工程需要的最大抗拔力F_C确定。一般地，在锚杆拉拔过程中，刀具在大外径段上开轴向对称三角形槽，即槽断面为等腰三角形。本发明提供刻槽设计中槽深h的设计方法，具体技术方案如下：

本发明开槽式恒阻大变形锚杆/索槽深h设计方法，依如下步骤实施：

步骤S1、选定锚杆/索体钢材，依式1确定刻槽数量n与槽深h的设计组合：

式1

式中，F_C-锚杆/索实际工程需要的最大抗拔力，kN，由设计参数确定，

k₁-切削系数，为无量纲参数，由常规方法标定，

[s]-锚杆/索体钢材的抗剪强度，Pa，由材料参数确定，

θ-槽底角，取值60°～90°，

n-刻槽数量，取值≥2；

步骤S2、以步骤S1确定的各n与h设计参数组合为条件，依式2验证：

式2

式中，σ_b-锚杆/索体钢材抗拉强度，Pa，由材料参数确定；

r₁-大外径段半径，mm，由式2确定。

上述开槽式恒阻大变形锚杆/索槽深h设计方法中，为避免拉拔过程中偏心受力，刻槽应采用环形阵列分布。切削系数k₁具体可采用锚杆拉拔切削试验标定。

对于棱条式恒阻大变形锚杆/索(即大外径段采用外部覆盖棱条的外花键式结构设计)，本发明对棱条的设计以简单实用为原则，棱条横截面可采用矩形或梯形。设计需要确定的参数包括：棱条高度h，棱条与刀口相接触宽度b，棱条数量n，其参数选取根据锚杆需要的最大抗拔力F_C计算确定。本发明具体提供棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b两个参数的设计方法，具体技术方案如下：

本发明棱条式恒阻大变形锚杆/索棱条高度h、棱条与刀口接触宽度b二参数设计方法，依如下步骤实施：

步骤S1、选定锚杆/索体钢材，依式3确定棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b的设计组合：

式3

式中，F_C-锚杆/索实际工程需要的最大抗拔力，kN，由设计参数确定；

k₂-切削系数，为无量纲参数，由常规方法标定，

n-棱条数量，取值3～8，

[s]-锚杆/索体钢材的抗剪强度，Pa，由材料参数确定；

步骤S2、以步骤S1确定的各b与h设计参数组合为条件，依式4验证：

式4

式中，σ_b-锚杆/索体钢材抗拉强度，Pa，由材料参数确定，

r₂-外花键的1/2小径，mm，由式4确定。

上述棱条式恒阻大变形锚杆/索棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b二参数设计方法中，为避免拉拔过程中偏心受力，棱条应采用环形阵列分布。切削系数k₂具体可采用锚杆拉拔切削试验标定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)提供了一种能够提供连续、恒定阻力的恒阻大变形锚杆/锚索；(2)锚杆/锚索的恒阻套管加工制作简单，摒弃了套管(筒)内加摩擦齿的复杂结构，切削棱条可在制作锚杆时一次成型也可采用焊接方式，锚杆/锚索让压能力容易调控，锚杆/锚索杆体也能采用高强度材料，可方便提高锚杆整体承载能力；(3)恒阻器内不需设置润滑油或液体，因而对密封的要求低，并可提高结构整体的耐久性；(4)产品易于根据现场工况需要，通过改变切削面积对恒阻力进行调整，以及通过改变恒阻器内杆体的长度来调节最大变形量；(5)总体上，本发明是一种适应大变形软岩、动压巷道或地震动荷载条件，具备大变形与恒阻双重功能同时具有较高承载能力的针对性强、制作加工简单、操作简便的切削式大变形锚杆；(6)本发明还提供了恒阻大变形锚杆/锚索的设计方法，具体包括开槽式恒阻大变形锚杆/索槽深h、棱条式恒阻大变形锚杆/索棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b参数的设计方法。

附图说明

图1-1是恒阻大变形锚杆/锚索结构剖面示意图。

图1-2是图1-1的A-A'剖示图。

图1-3是图1-1的B-B’剖示图。

图1-4是切削刀具结构剖面示意图。

图2-1是恒阻大变形锚杆/锚索结构剖面示意图。

图2-2是图2-1的A-A'剖示图。

图2-3是图2-1的B-B’剖示图。

图3-1是杆/索体大外径段楔形棱条的设计。

图4-1是杆/索体大外径段含多条棱条的设计。

图5-1是大变形锚杆加固破碎岩体应用方式示意图。

图6-1是大变形锚杆加固破碎岩体应用方式示意图。

图7-1是专利CN102359386A的原理图(P-剪切面)。

图7-2是专利CN102359386A的锚杆拉拔试验荷载-位移曲线。

图7-3a、图7-3b是本发明刀具与被切削杆/索体的受力示意图(P-剪切面)。

图7-4是本发明的锚杆拉拔试验荷载-位移曲线。

附图中的数字标记分别是：

1杆/索体 2恒阻套筒 3切削刀具 4波纹管套 11大外径段

12小外径段 13轴肩 14棱条 111基座 31刀口 32筒状外壳

33环状刀座 4波纹管套 5切屑

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。

实施例一

如图1-1～图1-3所示，加工一种恒阻大变形锚杆/锚索。

图1-1是恒阻大变形锚杆/锚索结构剖面示意图；图1-2是图1-1的A-A'剖示图；图1-3是图1-1的B-B’剖示图。恒阻大变形锚杆/锚索，包括杆/索体1、恒阻套筒2、切削刀具3；杆/索体1是阶梯轴式结构体，包括大外径段11与小外径段12，大外径段11的末端膨大呈基座111；恒阻套筒2是一端封闭一端开口的筒状结构，套在大外径段11外部，通过基座111与大外径段11过盈联接。

图1-4是切削刀具结构剖面示意图。切削刀具3包括两端开口的筒状外壳32，筒状外壳32内腔中部有环状刀座33，环状刀座33穿接在小外径段12外部，与小外径段12过盈联接；刀口31安装在环状刀座33上，与轴肩13紧接。筒状外壳32的一端开口处与恒阻套筒2开口端静联接。

本实施方式中，筒状外壳32与恒阻套筒2螺纹联接。

实施例二

如图2-1～图2-3所示，加工一种恒阻大变形锚杆/锚索，其与实施例一相同之处不再重复，其不同之处在于杆/索体1大外径段11的设计。

图2-1是恒阻大变形锚杆/锚索结构剖面示意图；图2-2是图2-1的A-A’剖示图；图2-3是图2-1的B-B’剖示图。大外径段11是外部覆盖棱条14的外花键式结构；大外径段11的末端膨大呈基座111。恒阻套筒2是一端封闭一端开口的筒状结构，套在大外径段11外部，通过基座111与大外径段11过盈联接。切削刀具3与棱条14的轴肩13紧接。切削刀具3包括两端开口的筒状外壳32，筒状外壳32内腔中部有环状刀座33，环状刀座33穿接在小外径段12外部，与小外径段12过盈联接；刀口31安装在环状刀座33上，与轴肩13紧接，刀口31是环状。

棱条14数量一般设计为3～8。

实施例三

如图3-1所示，加工一种恒阻大变形锚杆/锚索，其与实施例二相同之处不再重复，其不同之处在于杆/索体1大外径段11的设计。

图3-1是杆/索体1结构示意图。棱条14是楔形，棱条14截面积沿自轴肩13向杆/索体1端头的方向逐渐增大。

实施例四

如图4-1所示，加工一种恒阻大变形锚杆/锚索，其与实施例二相同之处不再重复，其不同之处在于杆/索体1大外径段11的设计。

图4-1是杆/索体1结构示意图。棱条14呈多段排列，棱条14数量沿自轴肩13向杆/索体1端头的方向逐渐增多。

实施例五

采用本发明恒阻大变形锚杆/锚索加固破碎岩体。

图5-1是大变形锚杆加固破碎岩体应用方式示意图。恒阻套筒段锚杆/索体锚固在较稳定岩体中，小外径段锚杆/索体穿过岩体破碎带。在破碎带岩体发生位移时，恒阻套筒内的大外径段锚杆/索体可以部分或全部被拔出，在此过程中提供恒定阻力和很大的变形能力。具体施工时，首先在岩体中按照预定孔径钻孔，然后把恒阻大变形锚杆放入孔中并裸露一段锚头在外。此时依照常规操作，小外径段锚杆/索体应涂抹润滑材料，使小外径段锚杆/索体可以在变形过程中产生滑动。然后注浆，待砂浆强度达到要求后，再在小外径段锚杆/索体端头安装锚定板并用螺母紧固。

为使小外径段锚杆/索体可以在变形过程中产生滑动，小外径段锚杆/索体一般可涂抹润滑材料或在外设置波纹管套。本实施方式中采用涂抹润滑材料的方法。

实施例六

采用本发明恒阻大变形锚杆/锚索加固破碎岩体。

图6-1是大变形锚杆加固破碎岩体应用方式示意图。恒阻套筒段锚杆/索体设置于锚头位置，当破碎带岩体发生向外的位移时，锚头带动恒阻套筒内的锚杆/索体产生向外的位移，而恒阻套筒和切削刀具连接在锚杆体上，二者之间发生切削作用，提供恒定阻力和大变形。具体施工时，首先在岩体中按照预定孔径钻孔，然后把恒阻大变形锚杆放入孔中并裸露一段恒阻套筒在外，其中依照常规操作，小外径段锚杆/索体应涂抹润滑材料或在外设置波纹管套4，使其可以在变形过程中产生滑动。然后注浆，待砂浆强度达到要求后，再在恒阻套筒的端头安装锚定板并用螺母紧固。

实施例七

本发明开槽式恒阻大变形锚杆/索槽深h设计。

某工程锚杆采用Φ32螺纹钢，锚杆的设计荷载为125kN，为使锚杆在地震、爆破震动等瞬时荷载不发生拉出破坏，需设置恒阻大变形装置。具体采用本发明开槽式恒阻大变形锚杆/索。

选定锚杆/索体钢材为Q235A钢材。锚杆/索最大抗拔力F_C设计为120kN，切削刀具的刃角设计为75°，经锚杆拉拔切削试验标定k₁＝3.5，Q235A钢材的抗剪强度[s]＝141MPa、材料抗拉强度σ_b＝375MPa，槽底角设计为θ＝75°。

将已知量代入式1，计算确定刻槽数量n与槽深h的设计组合数据：(n＝2，h＝12.6mm)、(n＝3，h＝10.2mm)、(n＝4，h＝8.9mm)、(n＝5，h＝7.9mm)、(n＝6，h＝7.3mm)、(n＝7，h＝6.7mm)、(n＝8，h＝6.3mm)。

将各组刻槽数量n与槽深h的设计组合数据代入式2，检算各数据组合条件下的锚杆/索的抗拉性能，检算结果为n＝2的一组不满足式2，其余几组数据均满足。本实施例中选择组合(n＝4，h＝8.9mm)，对应的r₁＝22.3mm。

实施例八

本发明棱条式恒阻大变形锚杆/索棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b设计。

某工程锚杆采用Φ32螺纹钢，锚杆的设计荷载为125kN，为使锚杆/索在地震、爆破震动等瞬时荷载不发生拉出破坏，需设置恒阻大变形装置。具体采用本发明棱条式恒阻大变形锚杆/索。

首先选定锚杆/索体钢材为Q235A钢材，材料抗拉强度σ_b＝375MPa，最大抗拔力F_C设计为120kN。经锚杆拉拔切削试验标定k₂＝3.0，Q235A钢材的抗剪强度[s]＝141MPa。切削刀具的刃角设计为75°。

将已知量代入式3，若设计采用棱条的高宽比为1，即h/b＝1，根据式4，可得到多组棱条数量n与棱条尺寸h、b的设计组合数据：(n＝3，h＝b＝9.7mm)、(n＝4，h＝b＝8.4mm)、(n＝5，h＝b＝7.5mm)、(n＝6，h＝b＝6.9mm)、(n＝7，h＝b＝6.4mm)、(n＝8，h＝b＝6.0mm)。

将各组棱条数量n与棱条尺寸h、b的设计组合数据代入式4，外花键的1/2小径r₂≥10.1mm。若r₂取值为13mm，则(n＝8，h＝b＝6.0mm)满足条件；若r₂取值为18mm，则除(n＝3，h＝b＝9.7mm)外，其他各组都满足条件。

对比例一

本对比例对比CN102359386A公开的锚杆与本发明锚杆/锚索提供阻力

CN102359386A中锚杆通过对剪切核的直接剪切破坏发挥作用，极限抗力即为破坏时的剪力，直剪的破坏面一般为剪切核与锚杆杆体的接触面，其受力分析如图7-1所示(图中：F_s——直接剪切的剪力)。如图7-2所示，该锚杆拉拔试验荷载-位移曲线不连续。

本发明锚杆依据金属材料良好的塑性，利用切削刀具切削突出的棱条或刻槽，金属切削时刀具与被切削对象的受力如图7-3所示(图中：F_s——切削时作用在剪切面上的剪力，F_n——被切削物作用于剪切面上的压力，F——切屑沿切削器滑动，作用在切削器上的摩擦力，N——切削器面对切屑产生的压力，R——F_s与F_n的合力，R′——F与N的合力，R与R′大小相等，方向相反，切削抗力应为R在水平方向的分力，而垂直方向的分力则由钻孔孔壁约束)。如图7-4所示，本发明锚杆在切削的过程中提供恒定阻力。

Claims (11)

1.一种恒阻大变形锚杆/锚索，包括杆/索体（1）、恒阻套筒（2）、切削刀具（3），其特征在于：所述杆/索体（1）是阶梯轴式结构体，包括大外径段（11）与小外径段（12）；所述恒阻套筒（2）是一端封闭一端开口的筒状结构，套在所述大外径段（11）外，与大外径段（11）过盈联接；所述切削刀具（3）是环状，穿接在小外径段（12）外，刀口（31）与轴肩（13）紧接；所述切削刀具（3）与所述恒阻套筒（2）静联接；所述刀口（31）采用适宜金属切割的硬质合金钢材料加工而成。

2.根据权利要求1所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述切削刀具(3)包括两端开口的筒状外壳(32)，筒状外壳(32)穿接在所述小外径段(12)外，一端开口处与恒阻套筒(2)开口端静联接；所述筒状外壳(32)内腔中部的刀口(31)与所述轴肩(13)紧接。

3.根据权利要求1或2所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述大外径段(11)是外部覆盖棱条(14)的外花键式结构，切削刀具(3)刀口(31)与棱条(14)的轴肩(13)紧接。

4.根据权利要求3所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述刀口(31)是环状。

5.根据权利要求4所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述棱条(14)是楔形，棱条(14)截面积沿自轴肩(13)向杆/索体(1)端头的方向逐渐增大。

6.根据权利要求4所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述棱条(14)数量沿自轴肩(13)向杆/索体(1)端头的方向逐渐增多。

7.根据权利要求4所述的恒阻大变形锚杆/锚索，其特征在于：所述棱条(14)数量3～8。

8.根据权利要求4所述的恒阻大变形锚杆/锚索，其特征在于：所述棱条(14)高度不大于外花键的1/2小径。

9.根据权利要求2或4或5或6或7或8所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述大外径段(11)的末端膨大呈基座(111)；所述大外径段(11)通过基座(111)与恒阻套筒(2)过盈联接；所述筒状外壳(32)内腔中部有环状刀座(33)，所述环状刀座(33)穿接在小外径段(12)外，与小外径段(12)过盈联接；所述刀口(31)安装在环状刀座(33)上；所述筒状外壳(32)与恒阻套筒(2)开口端螺纹联接。

10.根据权利要求1或2所述的锚杆/锚索，其特征在于：在杆/索体(1)拉拔过程中，所述切削刀具(3)在所述大外径段(11)开轴向对称三角形，槽深h设计方法，依如下步骤实施：

步骤S1、选定锚杆/索体钢材，依式1确定刻槽数量n与槽深h的设计组合：

式中，F_C—锚杆/索实际工程需要的最大抗拔力，kN，由设计参数确定，

k₁—切削系数，为无量纲参数，由常规方法标定，

[s]—锚杆/索体钢材的抗剪强度，Pa，由材料参数确定，

θ—槽底角，取值60°～90°，

n—刻槽数量，取值≥2；

步骤S2、以步骤S1确定的各n与h设计参数组合为条件，依式2验证：

式中，σ_b—锚杆/索体钢材抗拉强度，Pa，由材料参数确定；

r₁—大外径段半径，mm，由式2确定。

11.根据权利要求3所述的锚杆/锚索，其特征在于：所述棱条(14)高度h、棱条(14)与刀口(31)接触宽度b二参数设计方法，依如下步骤实施：

步骤S1、选定锚杆/索体钢材，依式3确定棱条高度h、棱条与刀口相接触宽度b的设计组合：

式中，F_C—锚杆/索实际工程需要的最大抗拔力，kN，由设计参数确定；

k₂—切削系数，为无量纲参数，由常规方法标定，

n—棱条数量，取值3～8，

[s]—锚杆/索体钢材的抗剪强度，Pa，由材料参数确定；

步骤S2、以步骤S1确定的各b与h设计参数组合为条件，依式4验证：

式中，σ_b—锚杆/索体钢材抗拉强度，Pa，由材料参数确定，

r₂—外花键的1/2小径，mm，由式4确定。