[实用新型]内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抗剪大变形锚固装置，尤其是一种适用于矿山巷道、隧道、边坡、基坑等工程领域支护与加固的内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚索结构装置。

背景技术

20世纪50年代以后，随着预应力技术的快速发展，岩土锚固理论、设计方法、规程与规范逐渐完善，锚索防腐技术也在不断进步，预应力锚索技术趋于不断完善状态。预应力锚索结构类型多样，并随着工程应用范围的扩大和需求的日益提高，该技术获得不断改进和完善。预应力锚固技术已经广泛应用于多个领域岩土加固与支护工程，并积累了丰富的工程实践经验。

随着矿山开采深度的不断增加，公路、铁路、水利水电等隧道工程的大规模建设，面临的地质条件越来越复杂，围岩经常表现出大变形特性。当围岩变形量较大，超过锚索所能够承受的弹性极限变形范围时，将导致锚索发生破断失效，进而造成地下工程失稳事故的发生。这种情况下要求所使用的锚索体在围岩发生大变形产生较大拉应力的同时具备较大的变形能力而本身不发生破坏，以适应深部围岩大变形的要求，进而适当降低总体支护力，有效控制支护成本。在软岩边坡、基坑、矿山巷道及深部地下工程等领域中，应用传统预应力锚索支护时，因采用的钢绞线屈服变形量仅为索体自由长度的3～5％，当围岩变形较大，造成锚索受拉力变形后超过其屈服强度时，则会造成锚索发生弹脆性破断。同时，因孔口破裂围岩的变形可产生较大的横向剪切应力，进而可造成锚索体发生横向剪切破坏，导致锚索的抗拉强度不能得到充分利用。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构稳定、安全可靠、操作方便、恒定支护阻力较高的内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置，包括位于钢绞线锚索体外露段的孔口锚索锁具，还包括设在锚索孔孔口段的塑料内导向管、和套装于塑料内导向管外部的金属保护套筒，塑料内导向管和金属保护套筒之间依次充填有I、II、III级屈服荷载不同的弹塑性可压缩材料，所述的金属保护套筒的前端设有固定端头，金属保护套筒的后端设有盖板和金属垫板。

所述的弹塑性可压缩材料由不同规格的金属让压管和设在金属让压管内的树脂构成。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本实用新型通过不同类型的弹塑性可压缩材料的分级让压变形，实现该装置的分级恒阻大变形功能。锚索在孔口段形成由金属垫板和金属套筒组成的复合保护结构，可以抵抗孔口段破裂围岩形成的高横向剪切应力，提高和改善锚索孔口段承受横向剪切应力能力，避免了锚索体的剪切断裂破坏。可适用于软岩边坡、深基坑、矿山巷道及深部地下工程的支护与加固等工程领域。在围岩发生大变形时，可以持续受拉伸长而本身不发生断裂破坏，允许锚索体产生较大变形而不会导致该装置的破坏失稳，允许锚索结构产生较大变形以适应高应力破裂围岩的大变形要求。在此过程中该装置锚索体能保持恒定的工作阻力，通过锚固结构的大变形而不断吸收围岩变形能量，保持围岩和支护结构的整体稳定与安全，并解决现有锚索支护中存在的单纯利用锚索抗拉强度，导致横向剪切应力超过锚索抗剪强度时发生的锚索破断失效问题。因此，本实用新型能够通过其分级恒阻大变形特性，在围岩产生一定量变形条件下锚索体仍然能提供恒定的支护阻力限制围岩的过量变形。从抵抗横向剪切应力的角度来说，可通过保护套筒提高锚索体的抗剪强度，防止因横向剪切应力过大，超过锚索极限抗剪强度而发生剪切破断。整个锚固装置具备分级恒阻、大变形和抗剪等多重作用，且具有结构简单、性能稳定、成本低、适用范围广、易于推广等特点。

附图说明

图1为本实用新型的钻孔示意图。

图中：1－围岩体，2－锚索孔，3－扩大孔，4－钢绞线锚索体，5－金属保护套筒，6－弹塑性可压缩材料，7－孔口锚索锁具，8－金属垫板，9－塑料垫片，10－金属垫板，11－固定端头，12－盖板，13－塑料内导向管。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的一个实施例作进一步的说明：

本实用新型的内嵌式分级恒阻抗剪大变形锚固装置，包括位于钢绞线锚索体4外露段的孔口锚索锁具7，还包括在设在锚索孔2孔口段的塑料内导向管13、和套装于塑料内导向管13外部的金属保护套筒5，塑料内导向管13和金属保护套筒5之间依次充填有I、II、III级荷载不同的弹塑性可压缩材料6，所述的金属保护套筒5的前端设有固定端头11，金属保护套筒5的后端设有盖板12和金属垫板10。所述的弹塑性可压缩材料6由不同规格的金属让压管和设在金属让压管内的树脂构成。