[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

说明书

本发明公开了一种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，包括锚杆体和套筒；所述锚杆体插装在套筒内，所述套筒上沿外圆周设置有若干向外张开的内胀结构，所述内胀结构的内侧分别通过连接支撑杆与锚杆体连接，所述锚杆体与套筒之间轴向滑动装配，并在锚杆体和套筒之间设有两组弹簧组件，两组弹簧组件定位锚杆体在套筒内的两个轴向位置，分别对应内胀结构的自由状态和胀开状态；所述锚杆体内部固定嵌装有至少一个应变片和至少一个加速度型声波换能器，所述应变片和加速度型声波换能器分别连接的采集线从锚杆的尾部引出。本发明是一种安装快速、使用简便的内胀式测量锚杆，能够有效用于测量全断面耦合岩体响应参数。

技术领域

本发明属于探测锚杆，具体涉及一种用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆。

背景技术

深部能源与矿产资源的安全、有效开发是关系到国民经济持续发展和国家能源战略安全的重大问题。随着开采深度的不断增加，各种灾害日益增多，如矿井冲击地压和软岩大变形的灾害对安全高效开采造成巨大威胁，而锚杆支护是深部开采所必须的，故研究锚杆在岩体中的受力情况，能更好的为深部安全高效开采得到技术性支撑。

目前，对锚杆应力应变数据采集的锚杆有多种，但既能测应力应变又能对高强度扰动定位的锚杆却鲜有，特别是在测量全断面耦合岩体响应参数过程中共，经常需要设置多种类型的锚杆进行组合测量，这样就提高了成本，并且操作起来也十分麻烦。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对测量全断面耦合岩体响应参数测试过程中存在的锚杆测量操作复杂、成本高的缺陷，提供一种安装快速、使用简便的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。

本发明采用如下技术方案实现：

用于测量全断面耦合岩体响应参数的内胀式锚杆，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。