[实用新型]一种可伸缩吸能锚杆

说明书

本实用新型提供了一种可伸缩吸能锚杆，包括一个螺纹钢锚杆，在所述螺纹钢锚杆中间连接一个可伸缩吸能装置；所述可伸缩吸能装置包括一个由承压上垫板、若干个承压屈服腹板和一个承压下垫板的连接结构，还包括在所述承压下垫板下方连接的并由托盘支撑的若干个吸能弹簧，在所述托盘与承压上垫板之间填充有吸能泡沫。该锚杆在支护初期能够通过弹簧变形来适应由施工爆破、围岩松动等原因导致锚杆受力瞬间变大的的弹性变形，也能在支护后期通过承压钢腹板屈服来适应由围岩流变特性造成的长期变形，当锚杆尾端存在局部应力集中时弹簧也能起到一个应力扩散的效果。

技术领域

本实用新型涉及一种隧道围岩的支护结构，特别是一种主要应用于软岩隧道开挖过程中对隧道围岩的可伸缩的弹柔性吸能锚杆。

背景技术

随着隧道支护技术的发展，锚杆支护已成为一种应用非常广泛的控制隧道围岩变形的支护形式。我国幅员辽阔，当隧道开挖过程中遇到地质条件复杂的情况时，围岩常常表现出大变形的特点，传统的支护结构在施工的初期即采用刚性很大的支护方式，在后期围岩变形逐渐增大，支护结构常常会很快损坏，导致隧道的施工进度和质量都会受到很大影响。对于具有流变特性的围岩，经历长时间的变形之后容易发生失稳，而现有的锚杆支护结构由于允许伸长量有限，难以加固围岩具有流变特性的隧道。目前已研发出的一些可变型锚杆大多只是在锚杆上安装伸缩装置，并未将吸能和应力扩散效果同时考虑，同时已有的可伸缩装置也未涉及按弹性变形阶段和塑性变形阶段分别考虑其工作状态。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种可伸缩吸能锚杆，该锚杆能够在保证支护强度的基础上，提供一定的可伸缩量，适应围岩的长期流变变形，并且具有良好的吸能和应力扩散效果。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种可伸缩吸能锚杆，包括一个螺纹钢锚杆，在所述螺纹钢锚杆中间连接一个可伸缩吸能装置；所述可伸缩吸能装置包括一个由承压上垫板、若干个承压屈服腹板和一个承压下垫板的连接结构，还包括在所述承压下垫板下方连接的并由托盘支撑的若干个吸能弹簧，在所述托盘与承压上垫板之间填充有吸能泡沫。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案：

进一步，所述螺纹钢锚杆通过止浆塞连接在所述承压上垫板上。

进一步，所述托盘为带有外沿的碗状结构，通过预紧螺母连接在所述螺纹钢锚杆上，若干个吸能弹簧沿托盘外沿呈环向分布，支撑在托盘外沿与承压下垫板之间。

进一步，若干个所述承压屈服腹板沿所述承压上垫板和所述承压下垫板环向垂直均布。

进一步，所述承压上垫板的面积大于所述承压下垫板的面积。

进一步，所述承压屈服腹板为带有若干通孔的矩形板，通孔沿所述矩形板上下分布。

进一步，所述吸能泡沫为发泡铝粉。

本实用新型的有益效果是：该锚杆通过设置一个吸能装置来提供一定范围的伸缩量，在支护初期能够通过弹簧变形来适应由施工爆破、围岩松动等原因导致锚杆受力瞬间变大的弹性变形，也能在支护后期通过承压钢腹板屈服来适应由围岩流变特性造成的长期变形，当锚杆尾端存在局部应力集中时弹簧也能起到一个应力扩散的效果。由于本实用新型主要是针对锚杆尾端，通过增加可伸缩吸能装置来适应围岩变形，因此不影响锚杆前段与围岩的粘结锚固效果，并且可以通过观察锚杆后端可伸缩吸能装置的变形状态来判断围岩受力状态，及时调整后续施工方案。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为承压屈服腹板示意图；

图3为图1中的A-A’示意图；