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1、10申请公布号CN102286975A43申请公布日20111221CN102286975ACN102286975A21申请号201110187361822申请日20110706E02D5/7420060171申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学72发明人姜清辉孙金山周创兵74专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所特殊普通合伙42222代理人张火春54发明名称一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆57摘要本发明公开了一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，包括杆体、恒阻吸能装置、螺母和托盘，其中杆体为圆形截面的光滑杆体，两端设螺纹，中段包裹塑料套管；恒阻吸能装置安装在锚杆头部，由。
2、可扩径圆筒、锥形筒、锚具和保护罩构成。杆体头部穿过锚具和可扩径圆筒与锥形筒固定连接，保护罩包裹在三者的外面。本发明利用其恒阻吸能装置提高锚杆吸收岩体应变能的能力，适用于加固高应力条件下地下工程的大变形围岩或边坡蠕滑大变形岩体，其极限伸长量大，初阻力高而恒定，结构简单，制作和施工方便。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102286987A1/1页21一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于包括杆体（3）、恒阻吸能装置（4）、螺母（1）和托盘（2），其中，杆体（3）为圆形截面的光滑杆体，两端设螺纹，中段包裹塑料套管；托盘（2）通过。
3、螺母（1）安装于锚杆的尾部；恒阻吸能装置（4）安装在锚杆头部，由锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）和保护罩（8）构成，杆体依次穿过锚具（5）和可扩径圆筒（6）并与锥形筒（7）固定连接，保护罩包裹在锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）的外面。2根据权利要求1所述的加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于所述的锥形筒（7）呈中空筒状，内表面为设置了螺纹的圆柱形，外表面分为两部分，一部分为圆台形，另一部分为圆柱形；锥形筒（7）通过其内表面的螺纹固定于锚杆（3）的头部。3根据权利要求1或2所述的加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于所述的可扩径圆筒（6）由2枚以上的片状圆环码放在薄壁管。
4、内构成，片状圆环的外径与薄壁管的内径相等，且其内径小于锥形筒（7）的最大外径。4根据权利要求1所述的加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于所述的锚具（5）呈中空的圆筒形，其内表面呈圆台形，并与锥形筒（7）的外表面形状吻合。5根据权利要求1或2所述的加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于所述的保护罩（8）为一端封闭的圆筒体。6根据权利要求1或2所述的加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，其特征在于所述的杆体（3）由钢材或玻璃钢制成，锥形筒（7）、可扩径圆筒（6）、锚具（5）由金属制成，保护罩（8）由塑料制成。权利要求书CN102286975ACN102286987A1/3页3一种加固大变形岩体的恒阻。
5、吸能锚杆技术领域0001本发明涉及锚杆加固技术，特别涉及一种适用于加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆。背景技术0002在地下工程和边坡工程中，锚杆是应用较为广泛、加固效果较好的支护构件。随着地下工程的增多，地下工程的埋深越来越大，如锦屏二级电站的地下洞室群、辽宁红透山铜矿等地下工程埋深超过1000M，此时地下工程围岩在高应力条件下常常表现出大变形的特点，如发生软岩大变形、岩爆或瓦斯突出等地质灾害。而现有的锚杆极限拉伸长度小，当地下工程围岩发生较大的变形时，锚杆往往不能适应围岩的大变形而出现锚头失效、锚杆拉断等破坏，进而引发塌方、冒顶等事故，甚至造成地下工程功能的丧失。因此，传统的砂浆锚杆等锚杆形式不。
6、能适应高地应力围岩大变形条件下地下工程的支护要求。对于蠕滑变形较大的边坡或滑坡体，经历长时间变形后容易产生大变形导致边坡失稳，而现有的砂浆锚杆承受的极限伸长量有限，难以加固蠕滑大变形的边坡岩体。0003鉴于传统锚杆在大变形围岩支护中的缺陷，国内外先后研发了多种适用于围岩大变形加固的岩石锚杆，或称为吸能锚杆、让压锚杆、可伸长锚杆等。但现有的锚杆存在诸多缺陷，如康红普的专利“管式摩擦可拉伸锚杆”,公告号为CN87207128U，其阻力相对较小，难以充分发挥锚杆的加固效果；同时，现有的大变形锚杆的阻力往往不均匀，随着变形的增加其阻力不断发生变化，难以在围岩变形初期或末期更好的发挥其锚固作用；其次，现。
7、有的大变形锚杆的可变形段常布置在锚杆托盘附近，易与二次衬砌施工发生不利的相互影响，如曹君陟等人发明的“锚杆让压构件”，公告号为CN201448117U，其让压结构位于外锚头处，暴露长度大，且让压长度仅为2CM左右；另外，现有的大变形锚杆杆体往往直接与空气接触，其防腐和耐久性差，当围岩发生长期变形时易发生腐蚀，而丧失其大变形能力，如公告号为CN2149480Y的专利“锯齿形涨壳式让压锚杆”。发明内容0004针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，采用如下的技术方案一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆，包括杆体（3）、恒阻吸能装置（4）、螺母（1）和托盘（2），其中，杆体。
8、（3）为圆形截面的光滑杆体，两端设螺纹，中段包裹塑料套管；恒阻吸能装置（4）安装在锚杆的头部，由锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）和保护罩（8）构成，杆体（3）依次穿过锚具（5）和可扩径圆筒（6）并与锥形筒（7）固定连接，保护罩包裹在锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）的外面。0005上述锥形筒（7）呈中空筒状，内表面为设置了螺纹的圆柱形，外表面分为两部分，一部分为圆台形，另一部分为圆柱形；锥形筒（7）通过其内表面的螺纹固定于杆体（3）的头部。说明书CN102286975ACN102286987A2/3页40006上述可扩径圆筒（6）由2枚以上的片状圆环码放在薄壁管内构成，片状圆。
9、环的外径与薄壁管的内径相等，且其内径小于锥形筒（7）的最大外径。0007上述锚具（5）呈中空的圆筒形，其内表面呈圆台形，并与锥形筒（7）的外表面形状吻合。0008上述保护罩（8）为一端封闭的圆筒体。0009上述杆体（3）由钢材或玻璃钢制成，锥形筒（7）、可扩径圆筒（6）、锚具（5）由金属制成，保护罩（8）由塑料制成。0010锚杆安装时，通过粘结材料实现锚杆的全长粘结锚固。锚杆安装后，受锚杆锚固粘结材料的限制可扩径圆筒（6）不能沿锚杆轴向移动；当岩体变形时，杆体（3）受拉滑动，拉力传递至锚杆头部，使与杆体（3）连接的锥形筒（7）向锚杆孔外方向移动，当拉力达到一定程度时锥形筒（7）挤压扩张可扩径圆。
10、筒（6），使可扩径圆筒（6）发生扩径，产生恒定的阻止岩体变形的力；当可扩径圆筒（6）全部扩径后，锥形筒（6）与锚具（5）耦合，不再向孔外方向发生移动；此后，锚杆杆体（3）将继续受拉变形，直至杆体（3）发生断裂。0011相对于现有技术，本发明具有如下的积极意义和效果1、本发明提供的恒阻吸能锚杆可大大增加锚杆的极限伸长量，尤其适用于变形量很大地下洞室、隧道以及边坡的加固支护，对软岩大变形、岩爆、冲击矿压以及滑坡等地质灾害进行防治；2、本发明提供的恒阻吸能锚杆，可通过恒阻吸能装置为锚杆提供初始值高且恒定的阻力；3、本发明提供的恒阻吸能锚杆的变形段均位于锚杆孔内，对地下工程的二次衬砌施工以及地面边坡工。
11、程的框格粱施工无干扰和不利影响；4、本发明提供的恒阻吸能锚杆在使用中，杆体基本与空气隔绝，防腐性和耐久性好，适于发生大变形的地下洞室、隧道以及边坡的永久支护；5、本发明提供的恒阻吸能锚杆的杆体材料可选用玻璃钢等低延伸率材料，使锚杆整体延伸性能大大增加；6、本发明恒阻吸能锚杆结构简单、制作和施工方便，适于现场加工。附图说明0012图1为本发明恒阻吸能锚杆的结构示意图；图2为本发明恒阻吸能锚杆中恒阻吸能装置的结构示意图；图3为本发明恒阻吸能锚杆中恒阻吸能装置的AA剖面图；图4为本发明恒阻吸能锚杆中恒阻吸能装置的BB剖面图；图5为本发明恒阻吸能锚杆中恒阻吸能装置的CC剖面图。0013图中1螺母、2托。
12、盘、3杆体、4恒阻吸能装置、5锚具、6可扩径圆筒、7锥形筒、8保护罩。具体实施方式0014参见图1，本发明恒阻吸能锚杆包括螺母（1）、托盘（2）、杆体（3）和恒阻吸能装置（4），恒阻吸能装置（4）安装于锚杆的头部，托盘（2）通过螺母（1）安装于锚杆的尾部。说明书CN102286975ACN102286987A3/3页50015杆体（3）为圆形截面的光滑杆体，两端设螺纹，中段包裹塑料套管。0016参加图25，恒阻吸能装置（4）安装在锚杆头部，由锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）和保护罩（8）构成，锚杆杆体（3）的头部依次穿过锚具（5）和可扩径圆筒（6）并与锥形筒（7）固定连接，保护罩包裹。
13、在锚具（5）、可扩径圆筒（6）、锥形筒（7）的外面。0017下面将提供本发明的一个实施例。0018本实施例的杆体（3）为实心圆柱型，由延伸性能优良、表面光滑的圆钢加工而成，杆体（3）也可由玻璃钢加工而成，杆体中段外面包裹塑料套管，降低杆体（3）与锚杆灌浆体间的粘结力。杆体（3）长度为25M，横断面直径为22MM。并采用螺纹滚压机在杆体（3）的两端滚压螺纹，螺纹段长度均为50MM。0019螺母（1）为普通M22锚杆螺母，与杆体（3）的连接强度大于杆体（3）的抗拉强度。托盘（2）为金属蝶形托盘。0020恒阻吸能装置（4）中的锥形筒（7）为钢质，其内径为22MM，最大外径为30MM，长度为50MM。。
14、锥形筒（7）通过其内螺纹安装于杆体（3）头部，且保证其连接力大于杆体（3）的极限抗拉力。锥形筒（7）呈中空筒状，内表面呈圆柱形，外表面分为两部分，一部分为圆台形，另一部分为圆柱形。0021可扩径圆筒（6）长度为15CM，由内径30MM、外径32MM的钢质薄壁管和1MM厚、内径22MM、外径30MM的钢制片状圆环构成，钢制片状圆环码放在钢管内。0022钢制中空圆筒形锚具（5）的壁厚为10MM，高20MM，其内表面呈圆台形，与锥形筒（7）的圆台形外表面形状一致。0023保护罩（8）为一端封闭的塑料圆筒，套在锥形筒（7）、锚具（5）、可扩径圆筒（6）的外部，阻止锚固材料渗入保护罩内。0024锚杆安装时，通过粘结材料实现锚杆的全长粘结锚固。锚杆安装后，受锚杆锚固粘结材料的限制可扩径圆筒（6）不能沿锚杆轴向移动；当岩体变形时，杆体（3）受拉滑动，拉力传递至锚杆头部，使与杆体（3）连接的锥形筒（7）向锚杆孔外方向移动，当拉力达到一定程度时锥形筒（7）挤压扩张可扩径圆筒（6），使可扩径圆筒（6）发生扩径，产生恒定的阻止岩体变形的力；当可扩径圆筒（6）全部扩径后，锥形筒（6）与锚具（5）耦合，不再向孔外方向发生移动；此后，锚杆杆体（3）将继续受拉变形，直至杆体（3）发生断裂。说明书CN102286975ACN102286987A1/1页6图1图2图3图4图5说明书附图CN102286975A。