CN110145351A - 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 - Google Patents
一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110145351A CN110145351A CN201910525916.1A CN201910525916A CN110145351A CN 110145351 A CN110145351 A CN 110145351A CN 201910525916 A CN201910525916 A CN 201910525916A CN 110145351 A CN110145351 A CN 110145351A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- fluid
- anchor rod
- strength rubber
- rubber shell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/74—Means for anchoring structural elements or bulkheads
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/008—Anchoring or tensioning means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，包括：锚杆杆体、预紧螺母、高强度弹簧垫、前钢板、高强度橡胶外壳、抗高压流体袋、流体、后钢板、可控单向卸压阀；前钢板为圆形，用于向高刚度弹簧垫传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳用于保护其内部的抗高压流体袋和传递围岩作用力，抗高压流体袋用于储存高压流体，流体可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀用于卸载并维持流体的压力，实现恒组让压的功能，后钢板与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳传递围岩作用力，前钢板和后钢板夹持高强度橡胶外壳，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳上的均布力，保证高强度橡胶外壳受力均匀。
Description
技术领域
本发明属于锚杆支护技术领域，具体涉及一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘。
背景技术
锚杆支护已成功应用于隧道工程、地铁工程、采矿工程、边坡工程等的工程稳定性维护当中，取得了显著的技术经济效益，其材质也经历了木锚杆、玻璃钢锚杆、圆钢锚杆、螺纹钢锚杆等，工作原理存在机械摩擦式锚杆、树脂锚固式锚杆等，根据实际需求又有让压与非让压之分；当工程施工中产生震动载荷时，震动载荷会波扰附近的锚杆支护体，诱使其发生轴向拉伸或者横向剪切破坏，尤其是采矿工程中锚杆穿越岩层结构面时，震动载荷以剪切波的形式作用到结构面两侧岩体，岩体沿面错动释放能量，剪切锚杆体，成为维护锚杆支护稳定性的艰难问题，严重影响工程稳定性；基于以上问题，如何保证动载应力波扰动下锚杆支护的稳定性成为工程技术人员急需解决的技术难题。
发明内容
本发明目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种经济成本低、劳动强度小、操作简单的卸载锚杆轴向拉伸波和横向剪切波的基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，包括：锚杆杆体、预紧螺母、高强度弹簧垫、前钢板、高强度橡胶外壳、抗高压流体袋、流体、后钢板、可控单向卸压阀；所述预紧螺母至少一个，所述预紧螺母设置在锚杆杆体的前端，所述预紧螺母与锚杆杆体同轴分布，所述前钢板设置在预紧螺母的后面，所述前钢板为“凵”字型设置，所述前钢板与锚杆杆体同轴分布，所述预紧螺母与前钢板之间设置有至少一个高强度弹簧垫，所述高强度弹簧垫包覆在锚杆杆体外表面，所述高强度弹簧垫环绕锚杆杆体外表面均布，所述后钢板设置在前钢板的后面，所述前钢板与后钢板之间设置有至少一个抗高压流体袋，所述抗高压流体袋与锚杆杆体同轴分布，所述高强度橡胶外壳至少一个，所述高强度橡胶外壳包覆在抗高压流体袋外表面，所述高强度橡胶外壳轴线与抗高压流体袋轴线同轴分布，所述流体设置在抗高压流体袋内，所述抗高压流体袋上至少设置有一个可控单向卸压阀；前钢板为圆形，用于向高刚度弹簧垫传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳用于保护其内部的抗高压流体袋和传递围岩作用力，抗高压流体袋用于储存高压流体，流体可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀用于卸载并维持流体的压力，实现恒组让压的功能，后钢板与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳传递围岩作用力，前钢板和后钢板夹持高强度橡胶外壳，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳上的均布力，保证高强度橡胶外壳受力均匀。
优选的，所述流体的初始压力应小于锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。
优选的，随着动载的扰动或静载的增加，锚杆轴力的增加导致所述流体体积减小，所述流体的压力逐渐增加。
优选的，所述流体压力增加到阈值时，可控单向卸压阀会自动打开，释放压力，维持压力在额定值范围以内。
优选的，所述流体压力的阈值确定为90%～95%的锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。
优选的，所述单向卸压阀的开起压力阈值可调节，适用于不同的锚杆强度。
优选的，所述高压流体袋为开口的环形结构，便于卸压拆卸、回收再应用。
优选的，所述前钢板中间区域背向高压流体袋凸起，使高压流体袋镶嵌在所述前钢板的凹槽内。
采用上述技术方案，本发明的有益效果：
（1）可重复性强、经济成本低、环保性能好、原理简单、操作容易；（2）减少原位锚杆破断带来的风险及补打锚杆带来的人力物力，大大提升了锚杆抗动载扰动的支护能力；（3）采用上述技术方案可解决纵向拉伸应力波及横向剪切应力波同时作用时锚杆破断的技术难题，在本技术领域内具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明中一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘的结构示意图；
图2是本发明中的A-A剖面图。
图中：1-锚杆杆体；2-预紧螺母；3-高刚度弹簧垫；4-前钢板；5-高强度橡胶外壳；6-抗高压流体袋；7-流体；8-后钢板；9-可控单向卸压阀；10-开口。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明：
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合图1所示：一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，包括：锚杆杆体1、预紧螺母2、高强度弹簧垫3、前钢板4、高强度橡胶外壳5、抗高压流体袋6、流体7、后钢板8、可控单向卸压阀9；所述预紧螺母2至少一个，所述预紧螺母2设置在锚杆杆体1的前端，所述预紧螺母2与锚杆杆体1同轴分布，所述前钢板4设置在预紧螺母2的后面，所述前钢板4为“凵”字型设置，所述前钢板4与锚杆杆体1同轴分布，所述预紧螺母2与前钢板4之间设置有至少一个高强度弹簧垫3，所述高强度弹簧垫3包覆在锚杆杆体1外表面，所述高强度弹簧垫3环绕锚杆杆体1外表面均布，所述后钢板8设置在前钢板4的后面，所述前钢板4与后钢板8之间设置有至少一个抗高压流体袋6，所述抗高压流体袋6与锚杆杆体1同轴分布，所述高强度橡胶外壳5至少一个，所述高强度橡胶外壳5包覆在抗高压流体袋6外表面，所述高强度橡胶外壳5轴线与抗高压流体袋6轴线同轴分布，所述流体7设置在抗高压流体袋6内，所述抗高压流体袋6上至少设置有一个可控单向卸压阀9；前钢板4为圆形，用于向高刚度弹簧垫3传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳5用于保护其内部的抗高压流体袋6和传递围岩作用力，抗高压流体袋6用于储存高压流体7，流体7可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀9用于卸载并维持流体7的压力，实现恒组让压的功能，后钢板8与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳5传递围岩作用力，前钢板4和后钢板8夹持高强度橡胶外壳5，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳5上的均布力，保证高强度橡胶外壳5受力均匀。
本实施例中，所述流体7的初始压力应小于锚杆1屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳5上的均布应力。
本实施例中，随着动载的扰动或静载的增加，锚杆1轴力的增加导致所述流体7体积减小，所述流体7的压力逐渐增加。
本实施例中，所述流体7压力增加到阈值时，可控单向卸压阀9会自动打开，释放压力，维持压力在额定值范围以内。
本实施例中，所述流体7压力的阈值确定为90%～95%的锚杆1屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳5上的均布应力。
本实施例中，所述单向卸压阀9的开起压力阈值可调节，适用于不同的锚杆1强度。
本实施例中，所述高压流体袋6为开口的环形结构，便于卸压拆卸、回收再应用。
本实施例中，所述前钢板4中间区域背向高压流体袋5凸起，使高压流体袋5镶嵌在所述前钢板4的凹槽内。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：包括：锚杆杆体、预紧螺母、高强度弹簧垫、前钢板、高强度橡胶外壳、抗高压流体袋、流体、后钢板、可控单向卸压阀；所述预紧螺母至少一个，所述预紧螺母设置在锚杆杆体的前端，所述预紧螺母与锚杆杆体同轴分布，所述前钢板设置在预紧螺母的后面，所述前钢板为“凵”字型设置，所述前钢板与锚杆杆体同轴分布，所述预紧螺母与前钢板之间设置有至少一个高强度弹簧垫，所述高强度弹簧垫包覆在锚杆杆体外表面，所述高强度弹簧垫环绕锚杆杆体外表面均布，所述后钢板设置在前钢板的后面，所述前钢板与后钢板之间设置有至少一个抗高压流体袋，所述抗高压流体袋与锚杆杆体同轴分布，所述高强度橡胶外壳至少一个，所述高强度橡胶外壳包覆在抗高压流体袋外表面，所述高强度橡胶外壳轴线与抗高压流体袋轴线同轴分布，所述流体设置在抗高压流体袋内，所述抗高压流体袋上至少设置有一个可控单向卸压阀；前钢板为圆形，用于向高刚度弹簧垫传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳用于保护其内部的抗高压流体袋和传递围岩作用力，抗高压流体袋用于储存高压流体，流体可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀用于卸载并维持流体的压力，实现恒组让压的功能，后钢板与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳传递围岩作用力，前钢板和后钢板夹持高强度橡胶外壳，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳上的均布力，保证高强度橡胶外壳受力均匀。
2.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述流体的初始压力应小于锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。
3.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：随着动载的扰动或静载的增加，锚杆轴力的增加导致所述流体体积减小，所述流体的压力逐渐增加。
4.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述流体压力增加到阈值时，可控单向卸压阀会自动打开，释放压力，维持压力在额定值范围以内。
5.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述流体压力的阈值确定为90%～95%的锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。
6.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述单向卸压阀的开起压力阈值可调节，适用于不同的锚杆强度。
7.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述高压流体袋为开口的环形结构，便于卸压拆卸、回收再应用。
8.根据权利要求1所述一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，其特征在于：所述前钢板中间区域背向高压流体袋凸起，使高压流体袋镶嵌在所述前钢板的凹槽内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910525916.1A CN110145351B (zh) | 2019-06-18 | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910525916.1A CN110145351B (zh) | 2019-06-18 | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110145351A true CN110145351A (zh) | 2019-08-20 |
| CN110145351B CN110145351B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120243947A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-27 | Stefan Gotzfried | Rock Anchor Bolt |
| CN102808634A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 安徽理工大学 | 液压耦合锚杆 |
| CN104018862A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-03 | 河北联合大学 | 高预紧锚杆张拉装置 |
| CN104373146A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-02-25 | 湖南科技大学 | 一种恒阻锚杆托盘 |
| CN109356629A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-02-19 | 成都理工大学 | 一种大变形卸压抗冲击锚杆的使用方法 |
| CN210264778U (zh) * | 2019-06-18 | 2020-04-07 | 河南理工大学 | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120243947A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-27 | Stefan Gotzfried | Rock Anchor Bolt |
| CN102808634A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-12-05 | 安徽理工大学 | 液压耦合锚杆 |
| CN104018862A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-03 | 河北联合大学 | 高预紧锚杆张拉装置 |
| CN104373146A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-02-25 | 湖南科技大学 | 一种恒阻锚杆托盘 |
| CN109356629A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-02-19 | 成都理工大学 | 一种大变形卸压抗冲击锚杆的使用方法 |
| CN210264778U (zh) * | 2019-06-18 | 2020-04-07 | 河南理工大学 | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204267064U (zh) | 内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置 | |
| CN104373145A (zh) | 内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置及方法 | |
| CN105626112B (zh) | 一种基于内置式恒阻器的支护装置及其使用方法 | |
| CN102644470B (zh) | 通用节能快速锚固方法及锚杆 | |
| CN110397453B (zh) | 循环使用的装配式超前应力释放导洞支护结构及施工方法 | |
| CN202718693U (zh) | 一种用于锚杆或锚索支护的环式让压减震装置 | |
| CN108868856B (zh) | 抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法 | |
| CN203296794U (zh) | 一种让压可延伸玻璃钢锚杆 | |
| CN105736023A (zh) | 一种大变形吸能锚杆 | |
| CN109339839A (zh) | 可回收的砂固结锚头预应力锚杆、锚固用千斤顶及其应用方法 | |
| CN110145351A (zh) | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 | |
| CN212272217U (zh) | 一种变形释能的隧道管片及管片衬砌结构 | |
| CN112593988B (zh) | 一种针对岩爆的多段锚固耗能让压锚杆及锚固方法 | |
| CN210264778U (zh) | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 | |
| CN101086159B (zh) | 环向限延伸柔性注压锚杆 | |
| CN202325581U (zh) | 一种适合动载的预应力锚杆支护系统 | |
| CN208793023U (zh) | 抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件 | |
| CN208280974U (zh) | 一种变形协调可回收锚杆 | |
| CN107725088B (zh) | 一种抗岩爆和大变形翼式劈裂型吸能锚杆及结构 | |
| CN110145351B (zh) | 一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘 | |
| CN213510672U (zh) | 一种可复用的恒阻悬吊顶梁 | |
| CN112343633B (zh) | 一种回采巷道超前支护方法 | |
| CN107060810A (zh) | 一种适应巷道变形的让压一次支护方法 | |
| CN207278277U (zh) | 利用材料峰后性能的大行程管型阻尼器 | |
| An-long et al. | Reinforcement mechanism of slopes with yielding anchor cables based on numerical simulation of FLAC 3D |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |