專利名稱：連續增阻變形錨桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水利水電工程、隧道工程、礦山工程等地下工程中的支護用錨桿， 尤其涉及一種可產生連續變形而不發生破壞的連續增阻高強錨桿。
背景技術：
在水利水電工程、隧道工程、礦山工程等地下工程支護中，錨桿是應用很多的一種支護裝備。隨著開采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復雜，圍巖經常表現出大變形特點。當圍巖變形量較大，超過錨桿所能夠承受的范圍時，將導致錨桿破壞失效，進而造成地下工程失穩破壞事故。目前采用的錨桿可變形量均很小，且性能不穩定，加工困難，不能適應大變形的特點，不能滿足現代地下工程支護需求。

發明內容
本發明的任務在于提供一種連續增阻變形錨桿。該連續增阻變形錨桿能在圍巖發生大變形時受拉伸長而本身不發生破壞，并且隨圍巖變形，工作阻力不斷增大，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連續增阻變形錨桿，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；可縮性構件，可縮性構件為管式結構，嵌套在摩擦套管內，可縮性構件的外徑從構件的一端到另一端逐漸變小，可縮性構件的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸；固定拉桿，固定拉桿的一端與可縮性構件連接，固定拉桿從摩擦套管內徑小的管口端一側引出。在上述摩擦套管內徑大的管口端設置有套管端蓋，套管端蓋與管口端通過螺紋連接。上述固定拉桿從可縮性構件外徑小的一端穿過可縮性構件，在固定拉桿穿出可縮性構件的一端設置有大于可縮性構件管腔的拉桿突頭，通過拉桿突頭使固定拉桿與可縮性構件連接在一起。 上述摩擦套管的內管壁上設置有周向肋紋，和/或可縮性構件的外壁上設置有相適配的周向肋紋。上述可縮性構件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。上述連續增阻變形錨桿還包括螺母和托盤，在固定拉桿的自由端設置有螺紋連接部，托盤固定在鉆孔的孔口處，固定拉桿的自由端伸出托盤，螺母連接在固定拉桿的螺紋連接部上。上述固定拉桿的主體部分是采用螺紋鋼或鋼管制成的。上述連續增阻變形錨桿還包括螺母和托盤，與螺母配合的連接桿通過套管端堵固定在摩擦套管內徑大的管口端；托盤固定在鉆孔的孔口處，連接桿的自由端伸出托盤，螺母連接在連接桿的螺紋段上。上述套管端堵與管口端通過螺紋連接。本發明具有以下有益技術效果本發明在巷道圍巖發生大變形時可以受拉伸長而本身不發生破壞，并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，易于加工，性能穩定等特點。


下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步說明圖1為本發明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方式中可縮性構件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為本發明另一種實施方式的結構原理示意圖。
具體實施例方式實施例1結合圖1至圖5，一種連續增阻變形錨桿，包括摩擦套管1、可縮性構件2、固定拉桿 3、托盤4與螺母5。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、外管壁除采用常規的光面結構外；還可采用這樣一種優選方式， 即在內管壁、或內管壁與外管壁上設置有周向肋紋，用于增大摩擦系數。在上述摩擦套管內徑大的管口端設置有套管端蓋6，套管端蓋與管口端可通過螺紋連接，在套管端蓋的外側可以選擇性設置楔形或錐形尖頭，用于攪拌錨固劑。在摩擦套管內徑小的管口端可以選擇性設置有密封件或密封裝置，防止水分進入。上述可縮性構件，該可縮性構件為管式結構，嵌套在摩擦套管內，可縮性構件的外徑從構件的一端到另一端逐漸變小，可縮性構件的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。上述可縮性構件的壁厚在構件的軸向上相同，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 7，采取該技術方式的鋼管又可稱為半圓形鋼管或帶縫鋼管。可縮性構件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。在可縮性構件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。固定拉桿的一端與可縮性構件連接，固定拉桿從摩擦套管內徑小的管口端一側引出；有這樣一種優選方式，即上述固定拉桿從可縮性構件外徑小的一端穿過可縮性構件，在固定拉桿穿出可縮性構件的一端設置有大于可縮性構件管腔的拉桿突頭8，通過拉桿突頭使固定拉桿與可縮性構件連接在一起。該方式中，在固定拉桿的自由端設置有螺紋連接部，托盤固定在鉆孔的孔口處，固定拉桿的自由端伸出托盤，螺母連接在固定拉桿的螺紋連接部上。實施例2
結合圖6，一種連續增阻變形錨桿，包括摩擦套管1、可縮性構件2、固定拉桿3、托盤4與螺母5。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采用常規的光面結構外；還可采用這樣一種優選方式，即在內管壁上設置有周向肋紋，用于增大摩擦系數。在上述摩擦套管內徑大的管口端設置有套管端堵6套管端堵與管口端可通過螺紋連接。上述可縮性構件，該可縮性構件為管式結構，嵌套在摩擦套管內，可縮性構件的外徑從構件的一端到另一端逐漸變小，可縮性構件的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸。上述可縮性構件的壁厚在構件的軸向上相同，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，采取該技術方式的鋼管又可稱為半圓形鋼管或帶縫鋼管。可縮性構件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。在可縮性構件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。固定拉桿的一端與可縮性構件連接，固定拉桿從摩擦套管內徑小的管口端一側引出；有這樣一種優選方式，即上述固定拉桿從可縮性構件外徑小的一端穿過可縮性構件，在固定拉桿穿出可縮性構件的一端設置有大于可縮性構件管腔的拉桿突頭8，通過拉桿突頭使固定拉桿與可縮性構件連接在一起。該方式中，與螺母配合的連接桿9通過套管端堵固定在摩擦套管內徑大的管口端；托盤固定在鉆孔的孔口處，連接桿的自由端伸出托盤，螺母連接在連接桿的螺紋段上；上述套管端堵與管口端可通過螺紋連接。該方式將摩擦套管置于外側，通過樹脂錨固劑將固定拉桿的相對一端固定在鉆孔深處(孔底)。上述各方式中，作為一種優選手段，即固定拉桿的主體部分是采用螺紋鋼或鋼管制成的。其工作原理大致是通過樹脂錨固劑等將摩擦套管固定在鉆孔深處(孔底)。當圍巖發生變形且其反力超過一定限值時，由固定拉桿拉動可縮性構件滑移，由于摩擦套管內徑由內向外逐漸變小，引起可縮性構件發生閉合變形，并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，產生連續的增阻效應，還可以允許拉桿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。本發明實現增阻變形的原理不同于以往任何錨桿。它充分利用帶缺口的圓筒形鋼管高變形剛度的特點，受壓閉合時會產生越來越大的反力以實現增阻效應，并將軸向位移轉化為可縮性構件的徑向形變以實現連續變形的目的。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種連續增阻變形錨桿，其特征在于包括摩擦套管，摩擦套管的內徑從套管的一端到另一端逐漸變小；可縮性構件，可縮性構件為管式結構，嵌套在摩擦套管內，可縮性構件的外徑從構件的一端到另一端逐漸變小，可縮性構件的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸；固定拉桿，固定拉桿的一端與可縮性構件連接，固定拉桿從摩擦套管內徑小的管口端一側引出。
2.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于在所述摩擦套管內徑大的管口端設置有套管端蓋，套管端蓋與管口端通過螺紋連接，在套管端蓋的外側設置楔形或錐形尖頭；在摩擦套管內徑小的管口端設置有密封件或裝置。
3.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述固定拉桿從可縮性構件外徑小的一端穿過可縮性構件，在固定拉桿穿出可縮性構件的一端設置有大于可縮性構件管腔的拉桿突頭，通過拉桿突頭使固定拉桿與可縮性構件連接在一起。
4.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述摩擦套管的內管壁上設置有周向肋紋，和/或可縮性構件的外壁上設置有相適配的周向肋紋。
5.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述可縮性構件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所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述缺口設置有一條。
7.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于還包括螺母和托盤，在固定拉桿的自由端設置有螺紋連接部，托盤固定在鉆孔的孔口處，固定拉桿的自由端伸出托盤，螺母連接在固定拉桿的螺紋連接部上。
8.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述固定拉桿的主體部分是采用螺紋鋼或鋼管制成的。
9.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于還包括螺母和托盤，與螺母配合的連接桿通過套管端堵固定在摩擦套管內徑大的管口端；托盤固定在鉆孔的孔口處，連接桿的自由端伸出托盤，螺母連接在連接桿的螺紋段上。
10.根據權利要求1所述的一種連續增阻變形錨桿，其特征在于所述套管端堵與管口端通過螺紋連接。
全文摘要
本發明公開了一種連續增阻變形錨桿，其特征在于包括摩擦套管，摩擦套管的內徑從套管的一端到另一端逐漸變小；可縮性構件，可縮性構件為管式結構，嵌套在摩擦套管內，可縮性構件的外徑從構件的一端到另一端逐漸變小，可縮性構件的外壁與摩擦套管的內壁保持接觸；固定拉桿，固定拉桿的一端與可縮性構件連接，固定拉桿從摩擦套管內徑小的管口端一側引出。本發明在圍巖發生大變形時可以受拉伸長而本身不發生破壞，并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，易于加工，性能穩定等特點。
文檔編號E21D21/00GK102434180SQ20111036893
公開日2012年5月2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, 文志杰, 王剛, 王春光, 蔣宇靜, 陳連軍 申請人:山東科技大學