[发明专利]用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆及其锚固方法

权利要求书

1.用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，其特征在于：包括锚杆体(1)和套筒(2)；

所述锚杆体(1)插装在套筒(2)内，所述套筒(2)上沿外圆周设置有若干向外张开的内胀结构(22)，所述内胀结构(22)的内侧分别通过连接支撑杆(23)与锚杆体(1)连接，所述锚杆体(1)与套筒(2)之间轴向滑动装配，并在锚杆体(1)和套筒(2)之间设有两组弹簧组件，两组弹簧组件定位锚杆体(1)在套筒(2)内的两个轴向位置，分别对应内胀结构(22)的自由状态和胀开状态；

所述锚杆体(1)内部固定嵌装有至少一个应变片(31)和至少一个加速度型声波换能器(32)，所述应变片(31)和加速度型声波换能器(32)分别连接的采集线(33)从锚杆的尾部引出。

2.根据权利要求1所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述套筒(2)的头部固定设有定位帽(21)，所述定位帽(21)内侧设有供锚杆体轴向滑移的锚杆体位移盲孔(212)；

所述锚杆体(1)的头部定位套装有弹簧(12)，所述弹簧(12)的两端分别与锚杆体(1)上的弹簧定位台阶(104)和定位帽(21)上的弹簧定位面(211)接触，构成其中一组限定内胀结构(22)为自由状态的弹簧组件。

3.根据权利要求2所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述锚杆体(1)的外圆周上还设有向尾端胀开的弹簧卡组(11)，所述套筒(2)靠近尾部的套筒壁上设有弹簧卡组固定槽(24)，所述锚杆体(1)在套筒(2)内轴向滑移，将弹簧卡组(11)嵌入弹簧卡组固定槽(24)，构成另一组限定内胀结构(22)为胀开状态的弹簧组件。

4.根据权利要求3所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述弹簧卡组(11)和弹簧卡组固定槽(24)分别在锚杆体(1)和套筒(2)上的同一圆周分布若干组，并且弹簧卡组(11)和弹簧卡组固定槽(24)之间的位置一一对应。

5.根据权利要求4所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述锚杆体(1)上设有用于轴向限位连接支撑杆(23)的内胀支撑圈槽(102)，并在内胀支撑圈槽(102)靠近头部一侧的锚杆体上沿轴向加工有若干支撑杆直线槽(103)，所述连接支撑杆(23)穿过支撑杆直线槽(103)与内胀支撑圈槽(102)抵接。

6.根据权利要求1所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述锚杆体(1)的尾端通过螺纹连接固定设有防腐帽(13)，所述防腐帽(13)上设有用于引出采集线(33)的出线孔(131)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，所述应变片(31)沿锚杆体(1)的同一轴线位置布置三个，所述加速度型声波换能器(32)在锚杆体(1)的外圆周上均匀分布四个。

8.一种权利要求7中所述的用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆的锚固方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤a.将锚杆体(1)套入套筒(2)，并引出采集线(33)，组装成整个锚杆；

步骤b.将整个锚杆装入事先施工好的钻孔中，套筒(2)的头部与孔底接触，向内推动锚杆体(1)，使锚杆体(1)与套筒(2)发生相对轴向位移,通过连接支撑杆(23)产生的推力使套筒(2)上的内胀结构(22)向外扩张；

步骤c.当内胀结构(22)与钻孔内壁的岩体贴合后继续推动锚杆体(1)，使锚杆体(1)上的弹簧卡组(11)扣于套筒(2)的弹簧卡组固定槽(24)内，完成整个锚杆的锚固。