一种自适应让压锚杆装置的制作方法

1.本实用新型属于岩土工程锚杆支护技术领域，具体涉及一种自适应让压锚杆装置。


背景技术：

2.高地应力环境下的软弱围岩地层中修建隧道工程，开挖后极易发生围岩挤压型大变形现象；边坡在地震、冲击荷载、开挖卸荷或坡面堆载、流变和蠕变等情况下，边坡岩体极易产生大变形现象。针对上述工程，如果仅通过不断增大支护锚杆构件的尺寸或改变锚杆杆体材质来提高支护力，不但会使支护的成本增加，而且不能从根本上解决锚杆被拉断而失效的问题。
3.现有的让压锚杆存在以下缺陷：1)让压装置出厂制作的工艺复杂，加工不便而成本偏高，难以被工程现场接受；2)无法设定起始让压荷载，无法灵活调节让压距离，从而使让压锚杆无法起到应有的支护效果；3)锚杆杆体强度不足，部分工程表明让压锚杆存在让压装置还未启用杆体就被拉断的情况；4)不具备明显的减震功能，在冲击荷载作用下出现轴力激增现象，造成锚杆结构失效。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种自适应让压锚杆装置，支护效果好、造价成本低，解决现有让压锚杆结构复杂成本高、无法灵活调节让压荷载和让压距离导致支护效果不理想的问题。
5.为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种自适应让压锚杆装置，包括锚杆杆体和从下往上套装在锚杆杆体顶部螺纹段的托盘、让压装置、预紧螺母，通过从上往下旋紧预紧螺母固定托盘和让压装置，所述让压装置的上下两侧均配备有高强垫板，所述让压装置包括环周均布设有通孔的可更换钢管，并能通过调整钢管长度、环周通孔长短轴比值和开孔参数调节让压装置的让压距离和让压荷载，所述长轴为通孔沿环周向尺寸，短轴为通孔沿锚杆杆体轴线方向尺寸，所述开孔参数为单个通孔沿环周长方向的尺寸乘以通孔的个数除以让压装置的周长，让压装置内壁紧贴有减震环、外壁刷有防腐蚀涂层。
6.作为上述方案的优选，所述让压装置环周通孔的开孔参数范围为1％～4％保证开孔参数调节范围广，而且调节开孔参数能对让压荷载进行较大范围内的调动，让压装置的适用性广，实用性高。
7.进一步优选为，所述让压装置开孔个数为3～4个，单个孔沿环周长方向尺寸为4mm～22mm，有效保证开孔参数的范围。
8.进一步优选为，所述让压装置长度为40mm～50mm，尺寸为外径60mm～70mm
×
壁厚2mm，避免让压装置长度过长或过短不方便调节让压距离。
9.进一步优选为，所述让压装置的环周通孔的长短轴比值为1:2～2:1，长短轴比值范围广，调节让压荷载的范围广，而且调节通孔长短轴比值能对让压荷载进行较小范围的
调动，可以根据需求灵活调整。
10.进一步优选为，所述让压装置采用碳素钢管，所述减震环采用聚氨酯弹性材料，具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性，有效增强让压装置的减震效果；所述防腐蚀涂层采用环氧树脂涂层，防腐性能好，涂层还具有极强的附着力、耐候性、耐水性、耐久性等性能。
11.进一步优选为，所述高强垫板与托盘之间设有缓冲用的树脂垫圈，缓冲效果好，连接紧密。
12.本实用新型的有益效果：
13.(1)让压装置包括环周均布设有通孔的可更换钢管，并能通过调整钢管长度、环周通孔长短轴比值和开孔参数调节让压装置的让压距离和让压荷载，与普通锚杆相比，自适应让压锚杆的荷载-位移曲线增加了“让压阶段”(在相同的荷载下能产生一定的让压位移与岩体的变形相适应)；能通过对让压装置结构形式的调整实现对让压荷载和让压距离的调节，自适应让压锚杆支护效果好，适用性广。
14.(2)让压装置内壁紧贴有减震环、外壁刷有防腐蚀涂层，保证自适应让压锚杆装置的减震效果好，保证让压装置不会因腐蚀受损，有效增强让压装置使用寿命。
15.(3)让压装置的上下两侧均配备有高强垫板，以增加让压装置的受力面积，使力的传递更加均匀，有效增加结构的稳固性。
16.综上所述，具有支护效果好、适用性广、减震效果好等优点，具有极大的运用前景。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图2为让压装置的结构示意图。
具体实施方式
19.下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：
20.结合图1—图2所示，一种自适应让压锚杆装置，由锚杆杆体1和从下往上套装在锚杆杆体1顶部螺纹段的托盘2、让压装置3、预紧螺母4组成。
21.通过从上往下旋紧预紧螺母4固定托盘2和让压装置3。
22.让压装置3的上下两侧均配备有高强垫板31。
23.让压装置3主要由环周均布设有通孔的可更换钢管组成，并能通过调整钢管长度、环周通孔长短轴比值和开孔参数调节让压装置3的让压距离和让压荷载，
24.长轴为通孔32沿环周向尺寸，短轴为通孔32沿锚杆杆体1轴线方向尺寸，开孔参数为单个孔沿环周长方向的尺寸乘以通孔32的个数除以让压装置3的周长。
25.让压装置3环周通孔的开孔参数范围为1％～4％。
26.让压装置3开孔个数为3～4个，单个孔沿环周长方向尺寸为4mm～22mm。
27.让压装置3长度为40mm～50mm，尺寸为外径60mm～70mm
×
壁厚2mm。
28.让压装置3的环周通孔的长短轴比值为1:2～2:1。
29.通过对自适应让压锚杆静力学特性的初步研究发现：让压装置3的让压距离主要受开孔参数和让压装置3长度的影响，当其中一种因素确定时，让压距离随另一因素水平的
增大而增大。
30.在实际工程中选用让压装置3时可以通过改变让压装置3的长度和开孔参数来对让压距离进行调节，但采用开孔参数进行调节时需同时考虑开孔参数对让压荷载的影响。
31.让压装置3内壁紧贴有减震环33、外壁刷有防腐蚀涂层。
32.让压装置3采用碳素钢管，减震环33采用聚氨酯弹性材料，防腐蚀涂层采用环氧树脂涂层。
33.高强垫板31与托盘2之间设有缓冲用的树脂垫圈5。
34.具体实施步骤如下：步骤a、先通过钻孔工具钻孔，采用上述的一种自适应让压锚杆装置，并先将与钻孔内径匹配的锚杆杆体1置入钻孔内，但锚杆杆体1的螺纹段露出地面。
35.步骤b、沿着锚杆杆体1环周均布设置定位支撑架，通过注浆导管进行锚固剂的注浆，从而固定锚杆杆体1置入钻孔部分，然后根据岩体变形产生冲击力选取满足让压荷载与让压距离需求的让压装置3。
36.当开孔参数固定时，让压荷载与通孔长短轴比值呈正相关，当通孔长短轴比值固定时，让压荷载与开孔参数呈负相关，选用长度为40mm、尺寸为外径60mm
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壁厚2mm的碳素钢管作为让压装置3，当开孔参数为2.55％时，通过调节长短轴之比可将让压装置3的让压荷载调节到134kn～148kn之间；当开孔长短轴之比为1:1，即开孔形状为圆形时，通过调节开孔参数可将让压装置3的让压荷载调节到105kn～242kn之间。
37.因此，在实际工程中选用让压装置3时可以通过调节开孔参数来对让压荷载进行较大范围内的调动，通过调节长短轴之比来对让压荷载进行小范围内的调动。
38.让压距离与开孔参数和让压装置3长度均呈正相关，试验数据显示：当开孔参数为2.55％时，长度为50mm的让压装置3较长度为40mm的让压装置3的试验让压距离大12mm；当让压装置3长度为50mm时，开孔参数为1.7％的让压装置3较开孔参数为3.11％让压装置3的让压距离大10mm。
39.步骤b中的定位支撑架采用三脚支撑架。
40.步骤c、先后将托盘2、让压装置3从上往下安装在锚杆杆体1的螺纹处，且托盘2紧贴地面，最后通过预紧螺母4拧紧固定。
41.步骤d、当岩体变形产生冲击力时，托盘2将冲击力传递给让压装置3，当让压装置3达到让压荷载后，让压装置3吸收冲击力后发生压缩变形实现让压位移。