[发明专利]让抗一体吸能防冲锚杆及其抗冲击方法

权利要求书

1.让抗一体吸能防冲锚杆，其特征在于：包括所述预紧螺母(1)、减摩垫圈(2)、加载垫圈(3)、防冲构件(7)、托盘(8)和锚杆杆体(9)；

所述防冲构件(7)包括菱形蜂窝结构Ⅰ(4)、新型蜂窝结构(5)和菱形蜂窝结构Ⅱ(6)，新型蜂窝结构(5)粘合在菱形蜂窝结构Ⅰ(4)和菱形蜂窝结构Ⅱ(6)之间，新型蜂窝结构(5)内部密封，菱形蜂窝结构Ⅱ(6)背离新型蜂窝结构(5)的一侧安装有托盘(8)；

所述菱形蜂窝结构Ⅰ(4)背离新型蜂窝结构(5)的一侧安装有加载垫圈(3)，锚杆杆体(9)的一端锚固在巷道围岩内，另一端依次穿过托盘(8)、菱形蜂窝结构Ⅱ(6)、新型蜂窝结构(5)、菱形蜂窝结构Ⅰ(4)并伸出加载垫圈(3)，预紧螺母(1)旋入锚杆杆体(9)的伸出端；

所述托盘(8)与巷道围岩抵紧，减摩垫圈(2)设置在预紧螺母(1)与加载垫圈(3)之间；

所述菱形蜂窝结构Ⅰ(4)包括菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)以及连接在菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)上的上面板Ⅰ(10)和下面板Ⅰ(11)，上面板Ⅰ(10)与新型蜂窝结构(5)接触，下面板Ⅰ(11)与加载垫圈(3)接触；

所述菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)包括相互连接的若干单胞结构；

所述菱形蜂窝结构Ⅱ(6)包括菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)以及连接在菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)上的上面板Ⅱ(12)和下面板Ⅱ(13)，下面板Ⅱ(13)与新型蜂窝结构(5)接触，上面板Ⅱ(12)与托盘(8)接触；

所述菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)包括相互连接的若干单胞结构；

所述防冲构件(7)上套设有套筒(16)，套筒(16)由具有韧性的塑料制成，套筒(16)的一端与上面板Ⅱ(12)齐平且与上面板Ⅱ(12)密封连接，套筒(16)的另一端与下面板Ⅰ(11)齐平且与下面板Ⅰ(11)密封连接；

所述套筒(16)内注入剪切增稠液，剪切增稠液填充到菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)和菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)的单胞结构内。

2.根据权利要求1所述的让抗一体吸能防冲锚杆，其特征在于：所述新型蜂窝结构(5)由金属3D打印而成，打印完成后进行热处理；

所述新型蜂窝结构(5)的长度方向与锚杆杆体(9)的长度方向一致，新型蜂窝结构(5)包括若干圆筒Ⅰ、若干圆筒Ⅱ和若干连接柱，圆筒Ⅰ、圆筒Ⅱ和连接柱的长度方向均与新型蜂窝结构(5)的长度方向一致，圆筒Ⅰ的直径小于圆筒Ⅱ的直径，连接柱的横截面呈十字形；

若干所述圆筒Ⅰ呈矩阵布置，相邻圆筒Ⅰ之间采用连接柱连接，每相邻的四个圆筒Ⅰ和四个连接柱连接围合成的腔体内设置有圆筒Ⅱ，圆筒Ⅱ分别与四个连接柱连接；

所述新型蜂窝结构(5)长度方向的两个端面上均连接有封板，两块封板将新型蜂窝结构(5)的内部密封，剪切增稠液位于新型蜂窝结构(5)外壁与套筒(16)内壁之间。

3.根据权利要求1所述的让抗一体吸能防冲锚杆，其特征在于：所述剪切增稠液为纳米二氧化硅颗粒和聚乙二醇的混合液。

4.让抗一体吸能防冲锚杆的抗冲击方法，基于权利要求1～3任意一项所述的让抗一体吸能防冲锚杆，其特征在于：当所述锚杆杆体(9)遭受冲击时，套筒(16)中的剪切增稠液瞬间变硬吸收能量，同时充填在菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)和菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)的剪切增稠液变硬为芯层提供支撑，冲击消失后，剪切增稠液恢复原状；当冲击力能量超过剪切增稠液吸能性能时，除剪切增稠液变硬吸收能量外，所述新型蜂窝结构(5)、菱形蜂窝结构芯层Ⅰ(14)和菱形蜂窝结构芯层Ⅱ(15)均通过塑性变形吸收能量。