CN112780324A - 一种可主动修复的抗震锚杆及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可主动修复的抗震锚杆及其应用方法，包括锚杆体，所述锚杆体外表面延其长度方向间隔设置有若干热熔条，所述热熔条贴设在锚杆体上并在该组合体外周绕设有电热线圈，所述锚杆体在热熔条下端处表面均设有气化膨胀囊，所述锚杆体内端插设入锚孔内，外端部经螺母与托盘固紧，锚杆体外端固设有与电热线圈连接的电磁加热控制器，在锚固体结构产生破坏后，通过加热使热熔条熔化，渗入并填充所述锚杆体周围的裂隙；将破碎的锚固体重新粘结，从而恢复锚固力。
Description
技术领域
本发明涉及一种可主动修复的抗震锚杆及其应用方法。
背景技术
锚杆支护能够改变围岩的力学特性，获得良好的支护效果，带来传统支护方式无法比拟的技术经济效益。随着锚杆支护理论不断地得到发展和完善，锚杆支护技术也逐渐改进和提高，在国内外受到了普遍的重视并被广泛应用于岩土工程及其他地下工程领域。
我国属于地震多发国家，地震作用往往会引起锚固剂的破坏，降低锚杆的支护作用。当地震烈度较大时，裂隙岩体在裂隙位置产生剪切错动，导致传统锚杆的锚固剂碎裂破坏，一方面会直接降低锚固力；另一方面，锚固剂破坏后，裂隙中的地下水直接接触锚杆，会使传统锚杆会出现快速老化和腐蚀，从而失去锚固作用。
目前锚杆防腐的主要原理是隔离与绝缘，常用的措施包括：套管包覆、涂层隔离、表面阴极保护等。但是表面加设套管或涂层，会对锚杆的握裹力产生影响。阴极保护会极大的增加其造价，且对锚杆长度有所限制，长期维护成本较高。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可主动修复的抗震锚杆及其应用方法，不仅结构简单，而且稳定便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可主动修复的抗震锚杆，包括锚杆体，所述锚杆体外表面延其长度方向间隔设置有若干热熔条，所述热熔条贴设在锚杆体上并在该组合体外周绕设有电热线圈，所述锚杆体在热熔条下端处表面均设有气化膨胀囊，所述锚杆体内端插设入锚孔内，外端部经螺母与托盘固紧，锚杆体外端固设有与电热线圈连接的电磁加热控制器。
进一步的，所述气化膨胀囊包括膨胀囊外壳及其内部填充的加热可气化材料。
进一步的，所述锚杆体插设入锚孔后经锚固剂填充凝固形成锚固体，该锚固体将热熔条、气化膨胀囊、电热线圈裹设在内定位。
进一步的，所述热熔条内设有压力传感器，可以测试热熔条熔化后在气化膨胀囊展开挤压作用下液体的压力，由导线将测试信号传出，根据压力传感器读数和加热可膨胀/气化材料膨胀特性，可以智能判断锚固体中是否存在裂隙，从而为锚杆修复提供依据和指导。
进一步的，所述锚杆体上固设有水分传感器，当锚杆体周围的锚固体开裂，水分接触锚杆体时，水分传感器传出信号；收到信号后，通过电磁加热控制器和电磁加热线圈将锚杆体加热。
进一步的，所述热熔条材料选用低熔点金属材料，如锡金属。
一种可主动修复的抗震锚杆的应用方法，按以下步骤进行：S1：在待支护岩体中打锚孔，锚孔直径大于锚杆体、热熔条和电热线圈复合体的直径；S2：通过锚固剂将锚杆体、热熔条和电热线圈复合体锚固在锚孔中，锚固剂凝固后形成锚固体；S3：通过螺母和托盘将锚杆的外露端固定，完成锚杆的初步安装；S4：在地震导致锚杆的锚固剂在岩体裂隙位置破裂后，通过电磁加热控制器控制电磁加热线圈加热锚杆体，锚杆体热量传递到热熔条从而使热熔条熔化，熔化后的材料填充锚固剂破碎区。
进一步的，若锚固体开裂区位于热熔条上部，热熔条熔化后无法向上流动，此时气化膨胀囊展开则可以将其向上挤入破裂锚固体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过通电加热使热熔条熔化，渗入并填充所述锚杆体周围的裂隙；一方面将破碎的锚固体重新粘结，从而恢复锚固力；另一方面防止地下水和空气接触锚杆，从而防止锚杆产生局部腐蚀；且若锚固体开裂区位于热熔条上部，热熔条熔化后无法向上流动，此时气化膨胀囊展开则可以将其向上挤入破裂锚固体，维护成本较低。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图；
图2为本发明实施例的纵向剖面示意图；
图3为本发明实施例的横截面示意图。
图中：1-锚杆体；2-螺母；3-托盘；4-锚固剂；5-热熔条；6-电热线圈；7-电磁加热控制器；8-气化膨胀囊；9-待支护岩体；10-锚孔。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~3所示，一种可主动修复的抗震锚杆，包括锚杆体1，所述锚杆体外表面延其长度方向间隔设置有若干热熔条5，所述热熔条贴设在锚杆体上并在该组合体外周绕设有电热线圈6，所述锚杆体在热熔条下端处表面均设有气化膨胀囊8，所述锚杆体内端插设入锚孔10内，外端部经螺母2与托盘3固紧，锚杆体外端固设有与电热线圈连接的电磁加热控制器7。
在本发明实施例中，所述气化膨胀囊包括膨胀囊外壳及其内部填充的加热可气化材料。
在本发明实施例中，所述锚杆体插设入锚孔后经锚固剂4填充凝固形成锚固体，该锚固体将热熔条、气化膨胀囊、电热线圈裹设在内定位。
在本发明实施例中，所述热熔条内设有压力传感器（附图中未标出），可以测试热熔条熔化后在气化膨胀囊展开挤压作用下液体的压力，由导线将测试信号传出，根据压力传感器读数和加热可膨胀/气化材料膨胀特性，可以智能判断锚固体中是否存在裂隙，从而为锚杆修复提供依据和指导。
在本发明实施例中，所述锚杆体上固设有水分传感器（附图中未标出），当锚杆体周围的锚固体开裂，水分接触锚杆体时，水分传感器传出信号；收到信号后，通过电磁加热控制器和电磁加热线圈将锚杆体加热。
在本发明实施例中，所述热熔条材料选用低熔点金属材料，如锡金属。
在本发明实施例中，判断混凝土结构中是否存在裂隙方法为：智能修复构件通电加热时，膨胀囊产生膨胀；如果随温度升高，压力传感器读数不断升高，则可判断修复材料未渗出，智能修复构件周围没有裂隙；如果随温度升高，压力传感器读数没有持续升高，则可判断修复材料可以渗出，智能修复构件周围存在裂隙。
一种可主动修复的抗震锚杆的应用方法，并按以下步骤进行：S1：在待支护岩体中打锚孔，锚孔直径大于锚杆体、热熔条和电热线圈复合体的直径；S2：通过锚固剂将锚杆体、热熔条和电热线圈复合体锚固在锚孔中，锚固剂凝固后形成锚固体；S3：通过螺母和托盘将锚杆的外露端固定，完成锚杆的初步安装；S4：在地震导致锚杆的锚固剂在岩体裂隙位置破裂后，通过电磁加热控制器控制电磁加热线圈加热锚杆体，锚杆体热量传递到热熔条从而使热熔条熔化，熔化后的材料填充锚固剂破碎区。
在本发明实施例中，若锚固体开裂区位于热熔条上部，热熔条熔化后无法向上流动，此时气化膨胀囊展开则可以将其向上挤入破裂锚固体。
当地震导致锚固结构产生破坏后，通电加热使热熔条熔化，渗入并填充所述锚杆体周围的裂隙；一方面将破碎的锚固体重新粘结，从而恢复锚固力；另一方面防止地下水和空气接触锚杆，从而防止锚杆产生局部腐蚀；基于上述两点，新型锚杆具有地震后可主动修复的特点。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的可主动修复的抗震锚杆及其应用方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：包括锚杆体，所述锚杆体外表面延其长度方向间隔设置有若干热熔条，所述热熔条贴设在锚杆体上并在该组合体外周绕设有电热线圈，所述锚杆体在热熔条下端处表面均设有气化膨胀囊，所述锚杆体内端插设入锚孔内，外端部经螺母与托盘固紧，锚杆体外端固设有与电热线圈连接的电磁加热控制器。
2.根据权利要求1所述的一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：所述气化膨胀囊包括膨胀囊外壳及其内部填充的加热可气化材料。
3.根据权利要求1所述的一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：所述锚杆体插设入锚孔后经锚固剂填充凝固形成锚固体，该锚固体将热熔条、气化膨胀囊、电热线圈裹设在内定位。
4.根据权利要求1所述的一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：所述热熔条内设有压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：所述锚杆体上固设有水分传感器。
6.根据权利要求1所述的一种可主动修复的抗震锚杆，其特征在于：所述热熔条材料选用低熔点金属材料。
7.一种可主动修复的抗震锚杆的应用方法，其特征在于，采用如权利要求1-6所述的任一种可主动修复的抗震锚杆，并按以下步骤进行：S1： 在待支护岩体中打锚孔，锚孔直径大于锚杆体、热熔条和电热线圈复合体的直径；S2：通过锚固剂将锚杆体、热熔条和电热线圈复合体锚固在锚孔中，锚固剂凝固后形成锚固体；S3：通过螺母和托盘将锚杆的外露端固定，完成锚杆的初步安装；S4：在地震导致锚杆的锚固剂在岩体裂隙位置破裂后，通过电磁加热控制器控制电磁加热线圈加热锚杆体，锚杆体热量传递到热熔条从而使热熔条熔化，熔化后的材料填充锚固剂破碎区。
8.根据权利要求7所述的一种可主动修复的抗震锚杆的应用方法，其特征在于：若锚固体开裂区位于热熔条上部，热熔条熔化后无法向上流动，此时气化膨胀囊展开则可以将其向上挤入破裂锚固体。
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| CN113309093A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-08-27 | 辽宁工程技术大学 | 一种振动感应热膨胀锚固力微调节锚杆结构及应用方法 |
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