一種新型連續增阻變形錨杆的製作方法
2023-10-18 06:55:14
專利名稱：一種新型連續增阻變形錨杆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地下工程支護用錨杆，尤其涉及一種可產生連續變形而不發生破壞的連續增阻變形高強錨杆。
背景技術：
在礦山巷道以及其他地下工程支護中，錨杆是應用最廣也是最多的一種支護裝備。隨著開採深度不斷增大以及大規模地下工程的建設，面臨的地質條件越來越複雜，圍巖經常表現出大變形特點。當圍巖變形量較大，超過錨杆所能夠承受的範圍時，將導致其破壞失效，進而造成地下工程失穩破壞事故。目前採用的錨杆可變形量較小，不能適應大變形的特點。現有技術中的變形錨杆，如實用新型專利申請CN 101858225A雖公開了一種變形錨杆，但並未記載錨杆變形的實現方法。實用新型專利申請CN 102094662A公開了一種摩擦套筒式大變形錨杆和CN 102086770公開了一種錐阻式摩擦套筒大變形錨杆，但錨杆結構過於複雜、加工困難，且可提供工作阻力小、性能不可靠，不能滿足現代地下工程支護需求。
實用新型內容本實用新型的任務在於提供一種新型連續增阻變形錨杆。該連續增阻變形錨杆可以在地下工程及隧道圍巖發生大變形時隨圍巖協調變形，能夠連續增加工作阻力，變形過程中還可以吸收圍巖變形能。其技術解決方案是一種新型連續增阻變形錨杆，包括摩擦套管，摩擦套管的內徑從套管的一端到另一端逐漸變小；可縮性拉杆，包括連在一起的第一段杆體與第二段杆體，其中第一段杆體為管式結構，嵌套在摩擦套管內，第一段杆體的外徑從杆體的一端到另一端逐漸變小，第一段杆體的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。上述第二段杆體為實心杆體。上述第一段杆體的杆壁厚度在杆體的軸向上相同。上述新型連續增阻變形錨杆還包括螺母和託盤，在第二段杆體的自由端設置有連接螺紋，託盤固定在鑽孔的孔口處，第二段杆體的自由端伸出託盤，螺母連接在第二段杆體的自由端上。上述第一段杆體為一段圓臺形或圓錐形鋼管，在管壁上設置有一條沿軸向伸展的缺口。上述缺口設置有一條。上述摩擦套管的內管壁上設置有周向肋紋，和/或第一段杆體的外壁上設置有相適配的周向肋紋。在上述摩擦套管內徑大的一端設置有套管端蓋，套管端蓋與摩擦套管通過螺紋連接。[0015]在上述摩擦套管內徑大的一端設置有固定拉杆，固定拉杆通過拉桿頭部與套管埠相連接。上述拉桿頭部與套管埠通過螺紋連接。本實用新型具有以下有益技術效果本實用新型在巷道圍巖發生大變形時受拉伸長而本身不發生破壞，並且能連續增加工作阻力，在此過程中還可以不斷地吸收圍巖變形能量。此外，還具有結構簡單，易於加工，操作方便等特點。
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型一種實施方式的結構原理示意圖。圖2為
圖1方式中摩擦套管的主視結構原理示意圖。圖3為圖2方式的左視結構原理示意圖。圖4為
圖1方式中可縮性拉杆的主視結構原理示意圖。圖5為圖4方式的左視結構原理示意圖。圖6為本實用新型另一種實施方式的結構原理示意圖。圖7為圖6方式中摩擦套管的主視結構原理示意圖。圖8為圖7方式的左視結構原理示意圖。圖9為圖6方式中可縮性拉杆的局部主視結構原理示意圖。
圖10為圖9方式的左視結構原理示意圖。
具體實施方式
實施例1結合
圖1至圖5，一種新型連續增阻變形錨杆，包括摩擦套管1、可縮性拉杆2、螺母 3和託盤4。上述摩擦套管，其內徑從套管的一端到另一端逐漸變小。如選用圓臺形或圓錐形鋼管。上述摩擦套管的內管壁除採用常規的光面結構外；還可採用這樣一種優選方式，即在內管壁上設置有周向肋紋，用於增大摩擦係數。此外，在上述摩擦套管內徑大的一端還可設置有套管端蓋5，套管端蓋與摩擦套管可以通過螺紋等方式連接。上述可縮性拉杆，包括連在一起的第一段杆體201與第二段杆體202，其中第一段杆體為管式結構，嵌套在摩擦套管內，第一段杆體的外徑從杆體的一端到另一端逐漸變小， 第一段杆體的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。上述第一段杆體的杆壁厚度在杆體的軸向上相同，如選用一段圓臺形或圓錐形鋼管；在鋼管的管壁上設置有一條沿軸向伸展的缺口 203，該技術方式的鋼管又可稱為半圓形鋼管。第一段杆體的徑向剛度比摩擦套管的徑向剛度小，在受力時會產生閉合變形即產生徑向形變。上述第二段杆體為實心杆體。第一段杆體與第二段杆體之間可以通過螺紋連接、焊接或鑄造等方式結合在一起。在第一段杆體的外壁上也可設置有與摩擦套管周向肋紋相適配的周向肋紋。上述實施例中，在第二段杆體的自由端設置有連接螺紋，託盤固定在鑽孔的孔口處，第二段杆體的自由端伸出託盤，螺母連接在第二段杆體的自由端上。[0035]實施例2結合圖6至
圖10，一種新型連續增阻變形錨杆，包括摩擦套管1、可縮性拉杆2和固定拉杆3。上述摩擦套管，其內徑從套管的一端到另一端逐漸變小。如選用圓臺形或圓錐形鋼管。上述摩擦套管的內管壁除採用常規的光面結構外；還可採用這樣一種優選方式，即在內管壁上設置有周向肋紋，用於增大摩擦係數。在上述摩擦套管內徑大的一端設置有固定拉杆，固定拉杆通過拉桿頭部301與套管埠相連接；上述拉桿頭部與套管埠可通過螺紋連接。上述可縮性拉杆，包括連在一起的第一段杆體201與第二段杆體202，其中第一段杆體為管式結構，嵌套在摩擦套管內，第一段杆體的外徑從杆體的一端到另一端逐漸變小， 第一段杆體的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。上述第一段杆體的杆壁厚度在杆體的軸向上相同，如選用一段圓臺形或圓錐形鋼管；在鋼管的管壁上設置有一條沿軸向伸展的缺口 203 ；採取前述技術方式的鋼管又可稱為半圓形鋼管或帶縫鋼管。第一段杆體的徑向剛度比摩擦套管的徑向剛度小，在受力時會產生閉合變形即產生徑向形變。上述第二段杆體為實心杆體。第一段杆體與第二段杆體之間可以通過螺紋連接、焊接或鑄造等方式結合在一起。 在第一段杆體的外壁上也可設置有與摩擦套管周向肋紋相適配的周向肋紋。其工作原理大致是通過樹脂錨固劑等將摩擦套管固定在鑽孔深處(孔底)。當圍巖發生變形且其反力超過一定限值時，能拉動可縮性拉杆向外滑移，由於摩擦套管內徑由內向外逐漸變小，引起可縮性拉杆發生閉合變形，並對摩擦套管產生越來越大的擠壓力，由此和摩擦套管間產生不斷增大的摩擦阻力。隨著工作阻力的不斷增大，產生穩定的增阻效應，還可以允許拉杆發生較大位移以適應圍巖變形，在圍巖變形過程中，還會不斷吸收圍巖變形能，保持圍巖的穩定。本實用新型實現增阻變形的原理不同於以往任何錨杆。它充分利用半圓筒形鋼管閉合時會產生越來越大的反力以實現增阻效應，並將軸向位移轉化為可縮性拉杆的徑向形變以實現連續變形的目的。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於包括摩擦套管，摩擦套管的內徑從套管的一端到另一端逐漸變小；可縮性拉杆，包括連在一起的第一段杆體與第二段杆體，其中第一段杆體為管式結構， 嵌套在摩擦套管內，第一段杆體的外徑從杆體的一端到另一端逐漸變小，第一段杆體的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。
2.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述第二段杆體為實心杆體。
3.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述第一段杆體的杆壁厚度在杆體的軸向上相同。
4.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於還包括螺母和託盤，在第二段杆體的自由端設置有連接螺紋，託盤固定在鑽孔的孔口處，第二段杆體的自由端伸出託盤，螺母連接在第二段杆體的自由端上。
5.根據權利要求3所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述第一段杆體為一段圓臺形或圓錐形鋼管，在管壁上設置有一條沿軸向伸展的缺口。
6.根據權利要求5所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述缺口設置有^^ ο
7.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述摩擦套管的內管壁上設置有周向肋紋，和/或第一段杆體的外壁上設置有相適配的周向肋紋。
8.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於在所述摩擦套管內徑大的一端設置有套管端蓋，套管端蓋與摩擦套管通過螺紋連接。
9.根據權利要求1所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於在所述摩擦套管內徑大的一端設置有固定拉杆，固定拉杆通過拉桿頭部與套管埠相連接。
10.根據權利要求9所述的一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於所述拉桿頭部與套管埠通過螺紋連接。
專利摘要本實用新型公開了一種新型連續增阻變形錨杆，其特徵在於包括摩擦套管，摩擦套管的內徑從套管的一端到另一端逐漸變小；可縮性拉杆，包括連在一起的第一段杆體與第二段杆體，其中第一段杆體為管式結構，嵌套在摩擦套管內，第一段杆體的外徑從杆體的一端到另一端逐漸變小，第一段杆體的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。本實用新型在圍巖發生大變形時可以受拉伸長而本身不發生破壞，並且能連續增加工作阻力，在此過程中還可以不斷地吸收圍巖變形能量。此外，還具有結構簡單，易於加工，操作方便等特點。
文檔編號E21D21/00GK202338350SQ20112045922
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者吳學震, 文志傑, 王剛, 王春光, 蔣宇靜, 陳連軍 申請人:山東科技大學