CN104846822B - 屈服锚索 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屈服锚索，包括索体及让压机构，让压机构包括内缸体、外缸体、缸盖、活塞环及活塞杆；内缸体为空心圆筒体，缸盖设有中心孔及与活塞杆配合的杆孔，索体从内缸体的空心部位及缸盖的中心孔穿过并与活塞杆联动；内缸体、外缸体及缸盖形成截面呈环形的工作腔，活塞环设在工作腔中，活塞环的顶部与至少两根活塞杆相连、底部与工作腔底部之间设有压缩介质，活塞杆从杆孔穿出并可在索体的带动下运动；内缸体的底部设有泄压通道，泄压通道内安装有可根据预设压力值自动开启及关闭的安全阀；本发明的屈服锚索，容许的变形量较大，承载能力高，阻力恒定，能够满足围岩大变形需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩土工程锚固装置，特别涉及一种屈服锚索。
背景技术
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；传统锚索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、具有一定屈服度(即让压能力)的锚索是较好的工程解决方案；目前，有通过锚索自身材料延性来提供大变形的新型锚索，这类锚索结构与普通锚索差别不大，但对材料的延展性要求高，且容许的变形量一般仍较小，承载能力低，阻力不恒定，不能满足围岩大变形需要。
因此，就需要一种屈服锚索，其容许的变形量较大，承载能力高，阻力恒定，能够满足围岩大变形需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种屈服锚索，其容许的变形量较大，承载能力高，阻力恒定，能够满足围岩大变形需要。
本发明的屈服锚索，包括由钢绞线制成的索体及设在索体上用于让压的让压机构，所述让压机构呈压缩缸结构并包括内缸体、外缸体、缸盖、活塞环及活塞杆；所述内缸体为空心圆筒体，所述缸盖设有中心孔及与活塞杆配合的杆孔，所述索体从内缸体的空心部位及缸盖的中心孔穿过并与活塞杆联动；所述内缸体、外缸体及缸盖形成截面呈环形的工作腔，所述活塞环设在工作腔中，所述活塞环的顶部与至少两根活塞杆相连、底部与工作腔底部之间设有压缩介质，所述活塞杆从杆孔穿出并可在索体的带动下运动；所述内缸体的底部设有泄压通道，所述泄压通道内安装有可根据预设压力值自动开启及关闭的安全阀。
进一步，所述让压机构还包括连接环，所述活塞杆的顶部与连接环固定连接。
进一步，所述索体的自由段一端连接有用于锁固锁体的锁具，所述锁具设在连接环的外侧；岩体变形对索体产生轴向拉力时锁具通过挤压连接环而驱使活塞杆运动。
进一步，所述锁具与连接环之间设有垫片。
进一步，所述压缩介质为液体；该总成还包括用于储存从泄压通道流出的压缩介质的储液盒。
进一步，该总成还包括报警系统，所述报警系统包括处理器、报警器及设于储液盒的液位传感器，所述报警器及液位传感器均与处理器相连；所述液位传感器检测储液盒内压缩介质的液位并将液位信号传至处理器，所述处理器控制报警器的启闭。
进一步，所述报警系统还包括与处理器相连的无线通信模块，所述无线通信模块通过相应的无线通信网络将液位信号传至外置终端。
进一步，所述活塞环与2-8根均匀分布的活塞杆相连。
进一步，所述索体锚固段的外周部设有用于阻挡锚固剂从钻眼流出的阻挡件，所述阻挡件套在索体上并与索体共轴。
进一步，所述阻挡件呈凸台状，凸台的小径端指向锚固剂。
本发明的有益效果：本发明的屈服锚索，由于安全阀具有启闭阀值，当岩体出现大变形时，索体带动活塞环沿工作腔运动并挤压压缩介质，压缩介质压强超过启闭阀值时安全阀开启，压缩介质泄漏从而使压缩杆得以向工作腔缩进，伸入岩体内的索体长度加长，达到让压变形的效果；变形量可根据岩体变形需要而设，可控范围大；压缩介质压强减小至低于启闭阀值时安全阀关闭，达到自动变形的效果；由于启闭阀值恒定，使得让压机构提供的阻力稳定；同时，让压机构的变形是非破坏变形，可以重复利用，有利于降低使用成本；本发明容许的变形量较大，承载能力高，阻力恒定，能够满足围岩大变形需要。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的缸盖的俯视图；
图3为本发明的报警系统的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的缸盖的俯视图，如图所示：本实施例的屈服锚索，包括由钢绞线制成的索体1及设在索体1上用于让压的让压机构，所述让压机构呈压缩缸结构并包括内缸体21、外缸体22、缸盖23、活塞环24及活塞杆25；所述内缸体21为空心圆筒体，所述缸盖23设有中心孔23a及与活塞杆25配合的杆孔23b，所述索体1从内缸体21的空心部位及缸盖23的中心孔23a穿过并与活塞杆25联动；所述内缸体21、外缸体22及缸盖23形成截面呈环形的工作腔2a，所述活塞环24设在工作腔2a中，所述活塞环24的顶部与至少两根活塞杆25相连、底部与工作腔2a底部之间设有压缩介质26，所述活塞杆25从杆孔23b穿出并可在索体1的带动下运动；所述内缸体21的底部设有泄压通道211，所述泄压通道211内安装有可根据预设压力值自动开启及关闭的安全阀27；缸盖23设有中心孔23a可与内缸体21的空心腔部分对应；让压机构还包括一些必须的密封件(图中未示出)，密封结构与现有技术一致，在此不再赘述；缸盖23盖合在内缸体21、外缸体22的顶部，缸盖23上设置若干杆孔23b以供活塞杆25通过；使用时，可将内缸体21压在岩体3壁面，代替传统的托盘，简化结构，降低成本；安全阀27为自动阀，可根据压力自动开关；由于安全阀27具有启闭阀值，当岩体3出现大变形时，索体1带动活塞环24沿工作腔2a运动并挤压压缩介质26，压缩介质26压强超过启闭阀值时安全阀27开启，压缩介质26泄漏从而使压缩杆得以向工作腔2a缩进，伸入岩体3内的索体1长度加长，达到让压变形的效果；变形量可根据岩体3变形需要而设，可控范围大；压缩介质26压强减小至低于启闭阀值时安全阀27关闭，达到自动变形的效果；由于启闭阀值恒定，使得让压机构提供的阻力稳定；同时，让压机构的变形是非破坏变形，可以重复利用，有利于降低使用成本；本锚杆总成容许的变形量较大，承载能力高，阻力恒定，能够满足围岩大变形需要。
本实施例中，所述让压机构还包括连接环28，所述活塞杆25的顶部与连接环28固定连接；所述活塞环24可与2-8根活塞杆25相连，杆孔23b的数量与活塞杆25数量对应；各活塞杆25优选为均匀分布，即杆孔23b是呈周向均匀分布在缸盖23上的；各活塞杆25从缸盖23伸出后均与连接环28固定连接例如焊接或者螺接，使得各活塞杆25能够保持同步运动，提高压缩缸作用的稳定性。
本实施例中，所述索体1的自由段一端连接有用于锁固锁体的锁具4，所述锁具4设在连接环28的外侧；岩体3变形对索体1产生轴向拉力时锁具4通过挤压连接环28而驱使活塞杆25运动；锁具4优选使用CN201778832U中公开的可拆式锚索锁具；所述锁具4与连接环28之间可设有垫片5，垫片5也呈圆环状，其上、下表面积均不小于相对的锁具4、连接环28的表面积，保证力的传递效果，降低连接环28的磨损；锁具4的还能够使让压机构紧贴岩体3，固定本总成的同时对岩体3形成一定预紧力，提高锚固效果，而且还可以人工调整完成让压；由于索体1与锁具4相对固定，岩体3变形将对索体1形成拉力，拉力依次通过锁具4、垫片5连接环28及活塞杆25传递到活塞环24，活塞环24挤压压缩介质26，压缩介质26压强超过启闭阀值时安全阀27开启，压缩介质26泄漏从而使压缩杆得以向工作腔2a缩进，伸入岩体3内的索体1长度加长，达到让压变形的效果。
本实施例中，所述压缩介质26为液体；该总成还包括用于储存从泄压通道211流出的压缩介质26的储液盒6；采用液体作为压缩介质26，压力范围大，传动精度高，避免索体1的不当移动；该液体可以是液压油或者乳化液；储液盒6有利于压缩介质26的回收利用，避免污染环境，降低使用成本；泄压通道211与储液盒6之间可设置输液管；储液盒6可外设，也可以以可拆卸方式连接在外缸体22上。
如图3所示,本实施例中，该总成还包括报警系统，所述报警系统包括处理器71、报警器72及设于储液盒6的液位传感器73，所述报警器72及液位传感器73均与处理器71相连；所述液位传感器73检测储液盒6内压缩介质26的液位并将液位信号传至处理器71，所述处理器71控制报警器72的启闭；处理器71可为单片机；报警器72可为声光报警器72；在设置储液盒6时应保证储液盒6中压缩介质26的液位能够与让压机构的让压程度相关，一旦出现让压异常或者超出警戒线即启动报警器72进行示警，防止因岩体3异常运动而对周围人员造成伤害；本实施例中，所述报警系统还包括与处理器71相连的无线通信模块74，所述无线通信模块74通过相应的无线通信网络75将液位信号传至外置终端76；无线通信模块74线可为GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、3G网模块或4G网模块，无线通信网络75为与无线通信模块74相对应的GSM网络、GPRS网络、CDMA网络、3G网络或4G网络；外置终端76为相应接入GSM网络、GPRS网络、CDMA网络、3G网络或4G网络的手机或电脑；实现实时监控，提高预警的有效性；此外，报警系统还可设置用于给各用电单元供电的电源模块77，电源模块77与处理器71相连，电源模块77可为普通干电池或锂离子充电电池或镍氢充电电池或太阳能充电电池。
本实施例中，所述索体1锚固段的外周部设有用于阻挡锚固剂9从钻眼流出的阻挡件8，所述阻挡件8套在索体1上并与索体1共轴；阻挡件8的外径比钻眼略小，保证阻挡件8的伸入及对锚固剂9的有效阻挡，防止锚固剂9在凝固前从钻眼流出；所述阻挡件8可呈凸台状，凸台的小径端指向锚固剂9，便于阻挡件8的伸入。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种屈服锚索，包括由钢绞线制成的索体及设在索体上用于让压的让压机构，其特征在于：所述让压机构包括内缸体、外缸体、缸盖、活塞环及活塞杆；所述内缸体为空心圆筒体，所述缸盖设有中心孔及与活塞杆配合的杆孔，所述索体从内缸体的空心部位及缸盖的中心孔穿过并与活塞杆联动；所述内缸体、外缸体及缸盖形成截面呈环形的工作腔，所述活塞环设在工作腔中，所述活塞环的顶部与至少两根活塞杆相连、底部与工作腔底部之间设有压缩介质，所述活塞杆从杆孔穿出并可在索体的带动下运动；所述内缸体的底部设有泄压通道，所述泄压通道内安装有可根据预设压力值自动开启及关闭的安全阀；所述压缩介质为液体；该屈服锚索还包括用于储存从泄压通道流出的压缩介质的储液盒；该屈服锚索还包括报警系统，所述报警系统包括处理器、报警器及设于储液盒的液位传感器，所述报警器及液位传感器均与处理器相连；所述液位传感器检测储液盒内压缩介质的液位并将液位信号传至处理器，所述处理器控制报警器的启闭。
2.根据权利要求1所述的屈服锚索，其特征在于：所述让压机构还包括连接环，所述活塞杆的顶部与连接环固定连接。
3.根据权利要求2所述的屈服锚索，其特征在于：所述索体的自由段一端连接有用于锁固锁体的锁具，所述锁具设在连接环的外侧；岩体变形对索体产生轴向拉力时锁具通过挤压连接环而驱使活塞杆运动。
4.根据权利要求3所述的屈服锚索，其特征在于：所述锁具与连接环之间设有垫片。
5.根据权利要求1所述的屈服锚索，其特征在于：所述报警系统还包括与处理器相连的无线通信模块，所述无线通信模块通过相应的无线通信网络将液位信号传至外置终端。
6.根据权利要求1所述的屈服锚索，其特征在于：所述活塞环与2-8根均匀分布的活塞杆相连。
7.根据权利要求1至6任一项所述的屈服锚索，其特征在于：所述索体锚固段的外周部设有用于阻挡锚固剂从钻眼流出的阻挡件，所述阻挡件套在索体上并与索体共轴。
8.根据权利要求7所述的屈服锚索，其特征在于：所述阻挡件呈凸台状，凸台的小径端指向锚固剂。
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