[发明专利]一种土质遗址加固锚杆及其使用方法

说明书

本发明提出了一种土质遗址加固锚杆及其使用方法，加固锚杆，包括拉杆，所述拉杆的外部套设有套杆，拉杆的端部设有加固结构；所述加固结构包括组装板和承压台，承压台固定在拉杆的底部，组装板与承压台固定连接。本发明的米字板使得锚杆在拉拔过程中充分利用了浆体和遗址体的围压，大大提升锚杆的锚固力可抗大变形性能；由里到外分段分抗压强度浆，充分发挥了锚杆的递进式传力机制，改善了锚杆在不同身段内的位移情况，有利于杆体‑浆体界面的均匀受力。本发明的操作简单、安装方便，锚固性能和锚固机理更加符合土遗址的保护加固理念，可充分改善传统的土遗址锚固系统的性能；制造简单、造价低廉，维护保养便捷，有利于大范围推广使用。

技术领域

本发明涉及土遗址加固工程实践以及试验研究的技术领域，尤其涉及一种土质遗址加固锚杆及其使用方法。

背景技术

土遗址是以土为主要建筑材料的文化遗产，是人类文明发源与衍化的直接实物证据，也是优秀传统文化重要的历史根脉，具有重大的历史、艺术和科学价值。土遗址在亚洲、非洲、北美洲、南美洲和中东的主要干旱区均有大量遗存，其类型也相当丰富。如中国干旱环境和丝绸之路沿线的秦代至明代长城及附属建筑物、不同历史时期的佛寺遗址和古城均为土遗址的代表。然而在长期遭受风蚀、雨蚀、冻融、地震等多种自然营力和人类活动影响，坍塌、裂隙和掏蚀等直接或间接导致土遗址失稳毁灭的病害广泛发育，成为危及土遗址安全保存的首要问题。

土遗址的保护遵循“最小干预，最大兼容”的保护理念。锚固技术因其具有扰动性弱、隐蔽性强和锚固力高等特点，在土遗址稳定性控制领域得到了广泛应用。锚固技术自20世纪90年代开始应用于土遗址保护加固实践，其发展历程较短，相应的理论发展滞后。传统岩土工程中常用的杆材与浆材，例如金属锚杆、水泥砂浆和树脂浆液等，因其物理力学性能与土遗址不兼容且耐久性不足，因此不能应用于土遗址锚固。

当前，土遗址锚固的研究集中在锚固材料的选型、锚固工艺的优化和宏观锚固性能等方面。土遗址锚固常用全长粘结拉力锚固系统，其存在的主要缺点如下所示：

①为了达到优异的土遗址锚固性能，天然木质杆材因其物理力学指标与土遗址兼容，常常被首选用于土遗址锚固。然而天然木质杆材由于自然生长其杆体顺直度不够，杆身存在的木疤或裂纹易造成杆体的受力脆断，这些弊端均为土遗址锚固埋下了安全隐患。

②再有土遗址锚固系统目前常见破坏模式为杆体-浆体界面的脱粘解耦，揭示了杆与浆间咬合摩擦作用弱，更多地依靠了浆体的抗剪强度，而浆体的抗压性能没有得到充分利用。

③另外，杆体-浆体界面应力的递进传递机理和沿着杆体浆体界面指数衰减的界面应力分布形式指出锚杆距锚头远处只能提供较小的抗拔力。

④目前土遗址锚固系统存在有效锚固长度的现象，在有效锚固长度内，若要获得更大的锚固力只能增加锚固长度，然而锚固长度越长对土遗址的不可逆损伤越大。

⑤目前土遗址锚固系统拉拔试验其荷载-位移曲线指出，土遗址锚固系统在较小的位移下锚固荷载即达到峰值，峰后荷载骤降，残余强度较小。这说明当前土遗址锚固系统抗大变形能力不足，对土遗址抗震要求下的稳定性控制能力不足。

发明内容

针对土遗址锚固系统亟待提高的锚固性能要求和“小损伤，高锚力，抗大变形”的发展目标，本发明提出一种土质遗址加固锚杆及其使用方法，使得杆体和浆体间咬合作用增加，充分利用了浆体和遗址土体的抗压性能，在较小的损伤土遗址的情况下，提供了更大的持续锚固力。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种土质遗址加固锚杆，包括拉杆，所述拉杆的外部套设有套杆，拉杆的端部设有加固结构；所述加固结构包括组装板和承压台，承压台固定在拉杆的底部，组装板与承压台固定连接。通过组装板和承压台的配合可以增加锚杆与土遗址的锚固性。