[实用新型]一种大变形抗剪锚杆

说明书

技术领域

本实用新型属于地下工程安全支护技术领域，具体涉及一种大变形抗剪锚杆。

背景技术

在地下工程支护领域中，锚杆支护已经成为应用最广的支护方式，特别是煤矿巷道支护。 近年来，随着矿井开采深度的不断增加，岩体力学灾害日益增多，具体表现为冲击地压发生 强度及频次的增加、巷道围岩的大变形、不稳定流变大变形、煤与瓦斯突出大变形等。因此， 在这种情况下要求锚杆能够产生较大的延伸率，在围岩发生稳定或者非稳定大变形时不发生 破坏。

针对目前巷道支护常用的锚杆延伸率较低这一问题，国内外学者研发了不同种类的大变 形锚杆，按工作原理可将它们大致分为两类：第一类是杆体可伸长锚杆，主要依靠锚杆材料 本身的屈服强度和延伸率提供锚杆的支护阻力和延伸量，对材料的延展性要求较高，且允许 的延伸量也较小，主要以挪威的D-Bolts为代表，如中国专利申请CN103670471A公开的变 形局部化的动力吸能锚杆属于第一类大变形锚杆；第二类是结构元件可伸长锚杆，主要通过 设计一些特殊的机械结构，在锚杆受到的拉力达到一定值后可借助这类机械结构使锚杆伸长， 伸长过程中所产生的阻力和伸长量分别为锚杆的工作阻力和延伸量，如中国专利申请CN 101858225B公开的一种恒阻大变形锚杆、中国专利申请CN103603685A公开的一种可伸式 变阻吸能锚杆、中国专利申请CN104895597A公开的一种大变形恒阻周期性让压锚杆、中国 专利申请CN104100286A公开的一种恒阻大变形锚杆/锚索、中国专利申请CN102286975B 公开的一种加固大变形岩体的恒阻吸能锚杆、中国专利申请CN203515628U公开的一种摩擦 式恒阻大变形锚杆、中国专利申请CN102678148B公开的一种新型高强度恒阻大变形锚杆等 均属于第二类大变形锚杆。

上述技术中，通过锚杆自身材料和结构元件的改变使锚杆能够提供较大的延伸量，可适 应围岩的大变形，解决了传统锚杆易发生拉断破坏这一问题。但在实际工程应用中，锚杆一 般会受到拉力和剪力的共同作用，因而锚杆的失效形式除了拉断破坏，还包括锚杆在滑动面 或节理面处的剪切破坏、锚固段界面粘结的剪切破坏等。显然，锚杆自身的抗剪切强度和锚 固段界面粘结的抗剪切强度均需要提高，但目前的大变形锚杆还无法解决这些问题。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

实用新型内容

本实用新型为避免现有技术存在的不足之处，提供了一种大变形抗剪锚杆，以解决现有 大变形锚杆无法提高锚杆自身及锚固段界面的抗剪强度问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种大变形抗剪锚杆，包括杆体、上套筒和下套筒，杆体包括彼此相连的上杆体段和下 杆体段，上杆体段的长度大于下杆体段的长度，上杆体段的杆径小于下杆体段的杆径，上杆 体段横穿上套筒，下杆体段置于下套筒内且下杆体段的长度小于下套筒的长度，上、下套筒 通过钢绞索或强力弹簧相连，钢绞索或强力弹簧呈螺旋状缠绕于上杆体段，下杆体段的上部 内侧设置有用于防止下杆体段从下套筒内蹿出的杆体限位部，杆体限位部与下套筒内壁固连， 在外力作用下，上杆体段能够沿杆体限位部滑动，下套筒的上部内侧周圈设置有内凹凸段， 内凹凸段位于杆体限位部的下方，内凹凸段与下杆体段发生相对位移时，两者的接触面会产 生挤压摩擦力。

所述杆体限位部上开设有通孔，通孔的孔径大于上杆体段的杆径、小于下杆体段的杆径。

所述内凹凸段由若干个凸起肋纹组成，内凹凸段的最小内径大于上杆体段的杆径，内凹 凸段的最大内径大于下杆体段的杆径。

所述上套筒的外表面设置有若干个上吊环，钢绞索或强力弹簧的上部通过上紧固紧栓与 上吊环相连。

所述下套筒的外表面设置有若干个下吊环，钢绞索或强力弹簧的下部通过下紧固螺栓与 下吊环相连。

所述下套筒的下端设置有定位部，定位部包括套筒螺纹段、预紧螺母和套筒塞，套筒螺 纹段与下套筒的底端固连，套筒螺纹段为空心钢，套筒塞外表面设置有螺纹，套筒螺纹段的 内表面设置有与套筒塞的螺纹相适配的内螺纹，套筒螺纹段的外表面设置有与预紧螺母相适 配的外螺纹。

所述定位部还包括托盘，托盘位于预紧螺母和下套筒的底端之间。

所述上、下杆体段均为实心螺纹钢。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：