CN106894835B - 一种让压锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压锚杆，包括外端杆体和锚固体，所述外端杆体固定连接有剪切板；所述锚固体固定连接有与剪切板配合的U型叉臂；U型叉臂和剪切板上均成形有供剪切块穿过的剪切块安装孔；U型叉臂上或剪切板上沿长度方向成形有若干孔洞，相邻孔洞之间成形有薄板。本发明解决了普通锚杆延伸率低、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。
Description
技术领域
本发明涉及一种让压锚杆，特别是适用于巷道、边坡、隧道等领域使用的让压锚杆。
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。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锚杆，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，本专利的技术方案如下：
一种让压锚杆，包括外端杆体和锚固体，所述外端杆体固定连接有剪切板；所述锚固体固定连接有与剪切板配合的U型叉臂；U型叉臂和剪切板上均成形有供剪切块穿过的剪切块安装孔；U型叉臂上或剪切板上沿长度方向成形有若干孔洞，相邻孔洞之间成形有薄板。
进一步的改进，所述剪切板上沿长度方向成形有若干孔洞。
进一步的改进，所述剪切板上的剪切块安装孔设置在剪切板上临近外端杆体端；U型叉臂上的剪切块安装孔设置在U型叉臂远离锚固体端。
进一步的改进，所述剪切块横截面的形状为矩形、椭圆形、梯形、三角形或以上形状的组合。
进一步的改进，所述剪切块的剪切端截面为三角形或梯形。
进一步的改进，所述孔洞为圆形、矩形、椭圆形、三角形或不规则形。
进一步的改进，所述锚固体通过锚固段杆体与U型叉臂固定连接。
进一步的改进，所述U型叉臂外套设有套筒。
进一步的改进，所述套筒为PVC套筒。
本发明的让压锚杆由锚固体、锚固段杆体、剪切板、剪切块、U型叉臂、外端杆体、锚头组成。
所述的剪切板是具有一定厚度的金属板，剪切板的一端通过锚固段杆体与锚固体相连，连接方式可以是焊接或螺纹连接。剪切板上设有一排孔洞，孔洞的形状可以是矩形、圆形、椭圆形或以上形状的组合。剪切板靠近锚固体的一端最后一个孔位即安装孔用于安装剪切块，其大小应使剪切块能从中穿过。
所述的剪切块由高强度的金属制成，具有足够的强度，使其受力时的变形很小，可忽略不计。剪切块为柱状，横截面形状为矩形、椭圆形、梯形、三角形或以上形状的组合，其作用是用于将剪切板孔洞之间的金属薄板剪断，从而实现让压效果。剪切块安装在U型叉臂前端，通过焊接或螺栓进行固定。
所述的U型叉臂是由金属或其它材料制成，具有足够的强度，保证锚杆工作期间不会损坏。两叉臂平行，中间间距等于或略大于剪切板厚度，使剪切板刚好可以放入两叉臂之间，两叉臂前端相同位置开有相同的通孔，通孔的形状和大小与剪切块横截面相同，使剪切块能穿过这两个通孔。U型叉臂的两臂交接的一端与外端杆体通过焊接或螺纹进行连接，且强度足够。
本发明可以在巷道围岩或边坡发生大变形时受到拉伸而伸长，并随着锚杆变形的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为剪切板示意图
图3为剪切块示意图
图4为U型叉臂示意图
图中1-锚固体、2-锚固段杆体、3-剪切板、4-剪切块、41-剪切端、5-U型叉臂、6-外端杆体、7-孔洞、8-薄板、9-安装孔。
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所示的让压锚杆，包括锚固体1、锚固段杆体2、剪切板3、剪切块4、U型叉臂5、外端杆体6。
所述的剪切板3是具有一定厚度的金属板，剪切板3的一端通过锚固段杆体2与锚固体1相连，连接方式可以是焊接或螺纹连接。剪切板3上设有一排孔洞，孔洞的形状可以是矩形、圆形、椭圆形或以上形状的组合。剪切板3靠近锚固体1的一端最后一个孔位用于安装剪切块，其大小应使剪切块能从中穿过。
所述的剪切块4由高强度的金属制成，具有足够的强度，使其受力时的变形很小，可忽略不计。剪切块4为柱状，横截面形状为矩形、椭圆形、梯形、三角形或以上形状的组合，其作用是用于将剪切板3孔洞之间的金属薄板剪断，从而实现让压效果。剪切块4安装在U型叉臂5前端，通过焊接或螺栓进行固定。
所述的U型叉臂5是由金属或其它材料制成，具有足够的强度，保证锚杆工作期间不会损坏。两叉臂平行，中间间距等于或略大于剪切板3厚度，使剪切板3刚好可以放入两叉臂之间，两叉臂前端相同位置开有相同的通孔，通孔的形状和大小与剪切块4横截面相同，使剪切块4能穿过这两个通孔。U型叉臂5的两臂交接的一端与锚固段杆体2通过焊接或螺纹进行连接，且强度足够。
在充分了解巷道围岩或边坡变形特征的情况下，首先确定出让压过程中所需要的让压阻力和让压位移总量，进而确定出剪切板3的长度l、厚度h、孔洞的形状、大小及数量。剪切板3相邻孔洞之间的待剪切金属薄板的间距、高度、跨度、材料强度等因素一起确定了让压阻力，灵活调节这些参数的组合，可以实现对让压阻力的控制。根据需要，让压阻力可以设计为恒定的，或逐渐增大的，或逐渐减小的阻力，或先增大后减小的，或先减小后增大的等等。
同时还要确定剪切块4及U型叉臂5的形状尺寸及材料，以保证其有足够的强度抵抗设计锚固力，并在工作中变形很小，可忽略不计。
安装时，剪切板3的一端与锚固体1通过锚固杆体连接，也可直接与锚固体1连接，连接方式为焊接或螺纹连接。将剪切板3放置在U型叉臂5中间，使剪切板3靠近锚固段的最后一个孔洞处于双叉臂臂端的两个通孔之间并对中，将剪切块4穿过这三个孔洞，然后通过焊接或螺栓固定剪切块4。双叉臂的两臂相连的一端与外端杆体6通过焊接或螺纹方式连接。为了尽量避免或减小地下水可能对让压机构造成的侵蚀，在让压机构组装完毕后，用略大于让压机构外围尺寸的PVC或其它材料的套筒将让压机构进行密封。将组合好的让压锚杆置入预先钻好的孔中，按常规方式如压力注浆的方式固定锚杆，外端杆体6的锚头固定方式采用传统方式，如锚板+螺栓连接，或锚具连接等。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。
本发明实例中的让压机构与锚固体1通过锚固段杆体2的连接不是必须的，让压机构可以与锚固体1直接相连，或通过设计，直接将剪切板3作为锚固体。
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，锚固结构逐渐开始受力，受力达到所设计的让压阻力后，剪切板3上的孔洞之间的金属薄板开始被剪切块4剪切。第一个薄板被剪断后，其残留的部分与第二个薄板共同开始提供阻力，此时第一个薄板对剪切块的滑移实现迟滞作用，防止剪切块4在围岩或边坡下滑力的牵引下在切断第一个薄板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。；当第二个薄板被剪断后，其残留部分又与第三道薄板发挥阻力作用，以此类推，剪切块4在空洞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，剪切块剪切端的截面优选为三角形或梯形。
有上述结构可明显得知孔洞也可设置在U型叉臂上，剪切块固定在剪切板上，或剪切块直接固定在锚杆上。
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杆，这种让压锚杆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的大小进行调整。
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 (5)
1.一种让压锚杆，其特征在于，包括外端杆体(6)和锚固体(1)，所述外端杆体(6)固定连接有剪切板(3)；所述锚固体(1)固定连接有与剪切板(3)配合的U型叉臂(5)；U型叉臂(5)和剪切板(3)上均成形有供剪切块(4)穿过的剪切块安装孔(9)；剪切板(3)上沿长度方向成形有若干孔洞(7)，相邻孔洞(7)之间成形有薄板(8)；剪切板（3）刚好放入U型叉臂(5)的两叉臂之间；所述剪切板(3)上的剪切块安装孔(9)设置在剪切板(3)上临近外端杆体(6)端；U型叉臂(5)上的剪切块安装孔(9)设置在U型叉臂(5)远离锚固体(1)端；所述剪切块(4)横截面的形状为矩形、椭圆形、梯形、三角形或以上形状的组合；所述剪切块(4)剪切端(41)的截面为三角形或梯形。
2.如权利要求1所述的让压锚杆，其特征在于，所述孔洞(7)为圆形、矩形、椭圆形、三角形或不规则形。
3.如权利要求1所述的让压锚杆，其特征在于，所述锚固体(1)通过锚固段杆体(2)与U型叉臂(5)固定连接。
4.如权利要求1所述的让压锚杆，其特征在于，所述U型叉臂(5)外套设有套筒。
5.如权利要求4所述的让压锚杆，其特征在于，所述套筒为PVC套筒。
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