1.本发明涉及一种岩土隧道与矿山巷道支护技术相关技术领域，特别涉及一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆。
背景技术：
2.在交通隧道、煤矿巷道、水电站厂房等地下工程建设中，锚杆是应用最广、效果最好的支护设备。当遇到红层软岩等遇水易膨胀的地层时，这些条件下围岩常常表现出大变形，具体表现为变形速率快、位移大、难以在较短时间内稳定。这会给支护系统带来挑战，如果支护系统不能适应这种情况，及时有效地控制围岩变形，可能会发生锚杆破断、拱架变形、隧道垮塌的事故，不仅对隧道安全施工造成影响，还会造成巨大经济损失甚至威胁到人的生命安全。这是本申请需要着重改善的地方。
技术实现要素：
3.本发明所要解决的技术问题是要提供一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，控制软围岩大变形效果佳。
4.为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，包括杆体、套筒和托盘，所述套筒内安装带有弹性部件的杆体；所述杆体的端部用来锚固围岩，尾部布置弹性部件；所述套筒，提供让压空间来压缩弹性部件实现让压；所述托盘用来传递围岩压力。
5.所述杆体，其尾部设置一个刚性垫圈，用来固定弹性部件，工作时通过刚性垫圈压缩弹性部件起让压作用。
6.所述杆体尾部通过刚性垫圈增大了与弹性部件的连接面积，实现在让压过程中弹性部件不会受压发生侧向变形。
7.所述套筒的端头通过锥形接头与杆体套在一起，中间内部为中空，布置有弹性部件，弹性部件的一端与锥形接头相连，弹性部件的另一端与杆体尾部刚性垫圈相连，套筒的尾部与杆体紧固。
8.所述锥形接头，增大了套筒与杆体的接触面积，使套筒与杆体在滑移过程中保持在一个方向。
9.所述弹性部件为高强弹簧，通过调整高强弹簧的长短实现不同的让压量，同时通过调整高强弹簧的胡克系数，增大或降低开始让压时的支护力。
10.所述托盘，其中部为圆形中空，曲面用于增大接触面积。
11.所述套筒的尾部为螺纹状，与杆体螺固。
12.当围岩发生大变形时，围岩压力通过托盘传递给套筒，当围岩压力达到或超过套筒与杆体的摩擦力时，高强弹簧开始发生收缩，让压锚杆开始让压。让压量为高强弹簧可压缩的长度，当高强弹簧压缩量达到最大值时，杆体与套筒不再发生相对位移，让压结束。
13.本发明的优越功效在于：
1）本发明的让压锚杆解决了有效让压或让压量不够的问题；2）本发明的让压锚杆操作简单方便，试验效果理想，对于控制围岩大变形效果较好；3）本发明的让压锚杆适用于地应力大、变形大、传统支护方式困难的隧道。
附图说明
14.构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例压缩时的结构示意图；图中标号说明1—杆体；
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2—套筒；3—锥形接头；
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4—托盘；5—螺丝；
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6—弹簧；7—刚性垫圈。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
16.图1示出了本发明实施例的结构示意图；图2示出了本发明实施例压缩时的结构示意图。如图1和图2所示，本发明提供了一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，包括杆体1、套筒2和托盘4，所述套筒2内安装带有弹簧6的杆体1；所述杆体1的端部用来锚固围岩，尾部布置弹簧6；所述套筒2，提供让压空间来压缩弹簧6实现让压；所述托盘4用来传递围岩压力。
17.所述杆体1，其尾部设置一个刚性垫圈7，用来固定弹簧6，工作时通过刚性垫圈7压缩弹簧6起让压作用。
18.所述杆体1尾部通过刚性垫圈7增大了与弹簧6的连接面积，实现在让压过程中弹簧6不会受压发生侧向变形。
19.所述套筒2的端头通过锥形接头3与杆体1套在一起，中间内部为中空，布置有弹簧6，弹簧6的一端与锥形接头3相连，弹簧6的另一端与杆体1尾部刚性垫圈7相连，套筒2的尾部为螺纹状，通过螺丝5与杆体1螺固。。
20.所述锥形接头3，增大了套筒2与杆体1的接触面积，使套筒2与杆体1在滑移过程中保持在一个方向。
21.所述弹簧6为高强弹簧，通过调整高强弹簧的长短实现不同的让压量，同时通过调整高强弹簧的胡克系数，增大或降低开始让压时的支护力。
22.所述托盘4，其中部为圆形中空，曲面用于增大接触面积。
23.本发明的让压锚杆安装时，先将杆体1尾部安装弹簧6，用刚性垫圈7固定弹簧6，并从套筒2前端放进去，将锥形接头3固定到相应位置，并与套筒2焊接牢靠。
24.杆体1与套筒2固定好后即可正常使用本发明实施例的让压锚杆，安装到围岩钻孔后先安装托盘4，再用螺丝5从套筒2尾部拧紧，即可发挥让压作用。当围岩发生大变形时，围岩压力通过托盘4传递给套筒2，当围岩压力达到或超过套筒2与杆体1的摩擦力时，弹簧6开
始发生压缩，支护装置开始让压。当弹簧6压缩量达到最大值时让压结束，如图2所示。
25.其中，要对围岩变形量预测，然后据此合理选择弹簧6的刚度及让压量大小，从而使得让压锚杆的让压位移与围岩变形匹配。让压量为弹簧6的可压缩长度，当弹簧压缩量达到最大值时让压结束。
26.通过调整弹簧6的长短实现不同的让压量，同时通过调整弹簧6的胡克系数，增大或降低开始让压时的支护力。
27.以上所述仅为本发明的优先实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，包括杆体、套筒和托盘，其特征在于：所述套筒内安装带有弹性部件的杆体；所述杆体的端部用来锚固围岩，尾部布置弹性部件；所述套筒，提供让压空间来压缩弹性部件实现让压；所述托盘用来传递围岩压力。2.根据权利要求1所述一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，其特征在于：所述杆体，其尾部设置一个用于固定弹性部件的刚性垫圈，其压缩弹性部件起让压作用。3.根据权利要求1所述一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，其特征在于：所述套筒的端头通过锥形接头与杆体套在一起，中间内部为中空，布置有弹性部件，弹性部件的一端与锥形接头相连，弹性部件的另一端与杆体尾部刚性垫圈相连，套筒的尾部与杆体紧固。4.根据权利要求1所述用于软岩大变形隧道的让压锚杆，其特征在于：所述弹性部件为高强弹簧，通过调整高强弹簧的长短实现不同的让压量，同时通过调整高强弹簧的胡克系数，增大或降低开始让压时的支护力。5.根据权利要求1所述一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，其特征在于：所述托盘，其中部为圆形中空。6.根据权利要求2所述一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，其特征在于：所述套筒的尾部为螺纹状，与杆体螺固。
技术总结
本发明公开一种用于软岩大变形隧道的让压锚杆，包括杆体、套筒和托盘，所述套筒内安装带有弹性部件的杆体；所述杆体的端部用来锚固围岩，尾部布置弹性部件；所述套筒，提供让压空间来压缩弹性部件实现让压；所述托盘用来传递围岩压力。本发明的优点是解决了有效让压或让压量不够的问题，控制软围岩大变形效果佳。控制软围岩大变形效果佳。控制软围岩大变形效果佳。
技术研发人员：谢雄耀 周彪 康鑫
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/10/4