CN106703852B - 一种让压机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种让压机构，包括外壳和杆体；所述杆体一端外凸成形有剪切头，外壳内固定有两个或多个让压片，让压片上成形有供杆体穿过并卡住剪切头的通孔。利用本发明所制成的锚杆可以在巷道围岩或边坡发生大变形时受到拉伸而伸长，并随着锚杆的变形增长而提供可调节的工作阻力，工作阻力可以是增大的，也可以是减小的，变化灵活，可以与巷道围岩或边坡的变形状态充分协调，具有很好的支护让压作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种让压机构，特别是适用于巷道、边坡、隧道等领域使用的锚杆让压机构。
背景技术
在采矿或隧道工程中，围岩的变形能可能较大，且围岩的变形中其中的一部分是不能控制的变形，对这部分变形，应该让其发生而不应该进行支护，使其能量得到部分释放，应力重新分布，这样能够充分利用围岩自身的承受能力，节省支护成本。剩余的部分则需要进行支护，以防止垮塌。而围岩的变形是逐渐发展的，但支护一般都在开挖之后马上进行。如果利用普通的锚杆进行支护，由于其不能产生过大变形，可能出现后期支护力过大而锚固体被拔出或锚杆断裂而失效的情况。为了协调围岩的变形，支护的变形能力即让压功能显得十分必要。支护的前期，支护结构能够随围岩的变形产生相应变形，变形的后期又能提供足够的支护力，防止围岩过度变形而失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种让压机构，用于锚杆中以解决普通锚杆延伸率低、支护阻力不可随锚杆变形调节，不能满足巷道围岩边坡等大变形需要的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：
一种让压机构，包括外壳和杆体；所述杆体一端外凸成形有剪切头，外壳内固定有两个或多个让压片，让压片上成形有供杆体穿过并卡住剪切头的通孔。
进一步的改进，所述让压片上成形有与通孔连通的放射状开口。
进一步的改进，所述外壳包括底板，底板开有供杆体穿过的穿孔，外壳放置有环形垫圈；让压片与环形垫圈间隔放置。
进一步的改进，所述外壳螺纹连接有密封盖。
进一步的改进，所述剪切头为圆球形，柱形，圆台形或其中任意形状的组合。
进一步的改进，所述剪切头自临近杆体端向远离杆体端逐渐变粗。
进一步的改进，所述剪切头为圆台形。
进一步的改进，所述杆体与剪切头一体成型或螺纹连接固定。
让压机构由外壳、杆体、环形垫圈、让压片、剪切头、密封盖组成。
所述的外壳为具有一定厚度和强度的金属带底板的圆筒，其上部设有螺纹，可用密封盖进行封闭。圆筒底板中心开有圆孔即穿孔，孔的直径略大于杆体直径，以便杆体能在圆孔中上下滑动。外壳具有足够的强度，以保证锚杆在受力过程中变形微小，可以忽略。
所述的杆体为工程中常见的锚杆，如螺纹钢、圆钢等，其直径及材料的选用根据工程设计而定。
所述的环形垫圈为具有一定厚度的圆环，其厚度根据让压力而定，环形垫圈外径等于或略小于外壳的内径，环形垫圈能自由装入外壳内，由强度高的金属或其他材料制成，保证在让压机构工作过程中变形微小，可以忽略。
所述的让压片为具有一定厚度的圆环，由金属或其他材料制成，其外径等于或略小于外壳内径，让压片能自由安放到外壳内。让压片的内径小于环形垫圈的内径。让压片与让压垫圈依次进行叠放。为了保证让压片有良好的让压效果，可在让压片上设置放射状的开口，以利于让压片在受到挤压后变形的顺利开展。
所述的剪切头由高强度的金属制成，其形状可以为圆球形，柱形，圆台形或以上形状的组合。其中心位置开有螺纹孔，以便于杆体进行连接，剪切头的外围直径大于让压片的内径，小于环形垫圈的内径。
所述的密封盖为具有一定厚度的圆板，由金属或其他材料制成，周边设有螺纹，可以与外壳进行螺纹连接，对外壳起到密封作用。圆板上可设两个不贯通的圆孔，便于安装。
利用本发明所制成的锚杆可以在巷道围岩或边坡发生大变形时受到拉伸而伸长，并随着锚杆的变形增长而提供可调节的工作阻力，工作阻力可以是增大的，也可以是减小的，变化灵活，可以与巷道围岩或边坡的变形状态充分协调，具有很好的支护让压作用。
附图说明：
为了更清楚地示意本发明，下面结合附图采用示意性实施例的形式对发明进行进一步的说明，其中：
图1为发明实例的结构示意图；
图2为发明实例的剖切示意图；
图3为外壳示意图；
图4为环形垫圈示意图；
图5为让压片示意图；
图6为带放射状开口的让压片示意图；
图7为剪切头示意图；
图8为密封盖示意图；
图中1-外壳、2-杆体、3-环形垫圈、4-让压片、5-剪切头、6-密封盖、7-通孔、8-放射状开口、9-底板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示的让压机构，由外壳1、杆体2、环形垫圈3、让压片4、剪切头5、密封盖6组成。
所述的外壳1为具有一定厚度和强度的金属带底板的圆筒，其上部设有螺纹，可用密封盖6进行封闭。圆筒底板中心开有圆孔，孔的直径略大于杆体2直径，以便杆体2能在圆孔中上下滑动。外壳1具有足够的强度，以保证锚杆在受力过程中变形微小，可以忽略。
所述的杆体2为工程中常见的锚杆，如螺纹钢、圆钢等，其直径及材料的选用根据工程设计而定。
所述的环形垫圈3为具有一定厚度的圆环，其厚度根据让压力而定，环形垫圈3外径等于或略小于外壳1的内径，环形垫圈3能自由装入外壳1内，由强度高的金属或其他材料制成，保证在让压机构工作过程中变形微小，可以忽略。
所述的让压片4为具有一定厚度的圆环，由金属或其他材料制成，其外径等于或略小于外壳1内径，让压片4能自由安放到外壳1内。让压片4的内径小于环形垫圈3的内径。让压片4与让压垫圈依次进行叠放。为了保证让压片4有良好的让压效果，可在让压片4上设置放射状的开口，以利于让压片4在受到挤压后变形的顺利开展。
所述的剪切头5由高强度的金属制成，其形状可以为圆球形，柱形，圆台形或以上形状的组合。其中心位置开有螺纹孔，以便于杆体2进行连接，剪切头5的外围直径大于让压片4的内径，小于环形垫圈3的内径。
所述的密封盖6为具有一定厚度的圆板，由金属或其他材料制成，周边设有螺纹，可以与外壳1进行螺纹连接，对外壳1起到密封作用。圆板上可设两个不贯通的圆孔，便于安装。
在充分了解巷道围岩或边坡变形特征的情况下，确定出让压过程中所需要的让压阻力和让压位移总量，确定出环形垫圈3、让压片4的厚度、内径和外径及数量，杆体2的直径，剪切头5的形状大小，外壳1的内外径及高度等参数，这些参数与以上部件的材料强度一起确定了让压阻力。设计时灵活组合这些参数及灵活选取各部件的材料，可以实现对让压阻力的控制，可以设计为逐渐增大的阻力，或逐渐减小的阻力，或先增大后减小的阻力，或先减小后增大的阻力等。
安装时，首先将杆体2穿过外壳1底部的圆孔并伸出外壳的顶部，然后将环形垫圈3、让压片4依次叠放并套入杆体2，放置到外壳1内，叠放的高度略大于让压位移总量时，停止叠放。将剪切头5与杆体2通过螺纹进行连接固定后，将杆体2向外壳1底部拉伸，使剪切头5压住外壳1内最上面的让压片4，并使得剪切头5处在外壳1的内部。将密封盖6旋入外壳1上部的螺纹中，并最终使密封盖6压住剪切头5，并使得外壳1内所有部件都压紧。
将组合好的让压机构作为锚固体直接放入预先钻好的锚孔中，杆体2伸出岩土体形成锚头。通过传统的施工方法如压力注浆的方式将让压机构及杆体2进行固定，锚头的固定方式采用如锚板+螺栓连接，或锚具连接等传统方式。
本发明可以通过灵活设计，控制让压机构的尺寸，实现让压机构与锚孔大小之间的协调关系，使之对整体施工不造成影响。
为了避免或减小地下水可能对让压机构造成的侵蚀，在让压机构进行组装时，可用凡士林或其他材料对外壳1内部空隙进行填充。
本发明实例中的让压机构可以作为锚固体，也可放在锚杆中间，或放置在锚头位置。
本发明实例在施工到位后，随着巷道围岩或边坡滑体的变形，让压机构受力逐渐增大，受力达到所设计的让压阻力后，剪切头5开始剪切让压片4。让压片4逐渐变形并屈服。当第一个让压片4不能提供让压力后，其残留的部分与第二个让压片4接触并共同开始提供阻力，此时第一个让压片4对剪切头5的滑移实现迟滞作用，防止剪切头5在围岩或边坡下滑力的牵引下在压弯第一个让压片后由于缺少后续阻力猛然滑动，造成冲击，进而引起锚杆受到过大冲击力而断裂或拔出，引起垮塌。当第二个让压片不能提供让压力后，其残留部分又与第三个让压片发挥让压作用，以此类推，剪切头5在外壳1内部的让压片之间进行较为平顺的剪切滑移，从而实现了让压过程。而为了实现更为平顺的剪切滑移，剪切头优选为圆台形，
综上所述，通过一种结构简单、变化灵活的让压机构，本发明在巷道围岩或边坡发生大变形时，能提供一种让压阻力可调的让压锚机构，这种压锚机构可以与变形进行充分协调，同时，可根据变形特点对让压过程中的让压阻力大小进行调整。
如上所述，对本发明的实施实例进行了详细的说明，但只要实质上没有脱离本发明的特点及效果，是可以有很多变形的，这对本领域的技术人员来说是显而易见的，因此，这些变形的实例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种让压机构，其特征在于，包括外壳(1)和杆体(2)；所述杆体(2)一端外凸成形有剪切头(5)，外壳(1)内固定有两个或多个让压片(4)，让压片(4)上成形有供杆体(2)穿过并卡住剪切头(5)的通孔(7)；所述外壳(1)包括底板(9)，底板(9)开有供杆体(2)穿过的穿孔，外壳(1)放置有环形垫圈(3)；让压片(4)与环形垫圈(3)间隔放置。
2.如权利要求1所述的让压机构，其特征在于，所述让压片(4)上成形有与通孔(7)连通的放射状开口(8)。
3.如权利要求1所述的让压机构，其特征在于，所述外壳(1)螺纹连接有密封盖(6)。
4.如权利要求1所述的让压机构，其特征在于，所述剪切头(5)为圆球形，柱形，圆台形或其中任意形状的组合。
5.如权利要求4所述的让压机构，其特征在于，所述剪切头(5)自临近杆体(2)端向远离杆体(2)端逐渐变粗。
6.如权利要求5所述的让压机构，其特征在于，所述剪切头(5)为圆台形。
7.如权利要求1所述的让压机构，其特征在于，所述杆体(2)与剪切头(5)一体成型或螺纹连接固定。
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