變形局部化的動力吸能錨桿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及變形局部化的動力吸能錨桿，可有效解決錨桿系統(tǒng)在動力作用下容易破壞失效和降低地下工程結(jié)構(gòu)動力災(zāi)害風(fēng)險問題，其解決的技術(shù)方案是，包括錨桿體，錨桿體沿長度方向設(shè)置有呈粗細(xì)相間布置的粗部和細(xì)部，錨桿體一端為自由端，另一端為錨固端，自由端上有螺紋，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單新穎獨特，具有較好的錨固強(qiáng)度、剛度及抗動力破壞等力學(xué)性能，粗部實現(xiàn)了多點錨固的效果，提高了錨桿的錨固強(qiáng)度；在動力的作用下，細(xì)部結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生塑性變形以吸收動能；細(xì)部結(jié)構(gòu)沿錨桿長度方向上逐漸增加，以確保該錨桿體不會發(fā)生動力失效，是錨桿上的創(chuàng)新。
【專利說明】變形局部化的動力吸能錨桿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及錨桿，特別是采礦、巖土、護(hù)坡及地下工程用的一種變形局部化的動力吸能錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對礦產(chǎn)資源需求量的增加和淺部資源的日益枯竭，我國越來越多的礦山相繼進(jìn)入深部資源開采狀態(tài)，已有多個礦區(qū)出現(xiàn)千米深井。巷道在服務(wù)期間屢遭破壞，支護(hù)結(jié)構(gòu)損毀變形，需要反復(fù)維修，是深部開采面臨的重大難題。實踐證明，動力擾動是深部巷道穩(wěn)定性的重要威脅。沖擊地壓是深部巷道極易發(fā)生的一種重要動力形式；隨著采深深度的增力口，沖擊地壓事故越來越多，并越來越嚴(yán)重。施工爆破也是常見的巷道的動力因素，爆破產(chǎn)生的地震波在圍巖中傳播會引起臨近爆源的圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顛簸和搖晃。不僅如此，深部巷道爆破極有可能誘發(fā)沖擊地壓等連鎖動力現(xiàn)象，另外，還有其它的一些動力形式，如機(jī)械鑿巖、天然地震等。這些動力作用是誘發(fā)錨桿錨固系統(tǒng)損傷和破壞的重要因素。因此，錨桿的改進(jìn)和創(chuàng)新勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種變形局部化的動力吸能錨桿，可有效解決錨桿系統(tǒng)在動力作用下容易破壞失效和降低地下工程結(jié)構(gòu)動力災(zāi)害風(fēng)險問題。
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括錨桿體，錨桿體沿長度方向設(shè)置有呈粗細(xì)相間布置的粗部和細(xì)部，錨桿體一端為自由端，另一端為錨固端，自由端上有螺紋。
[0005]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單新穎獨特，具有較好的錨固強(qiáng)度、剛度及抗動力破壞等力學(xué)性能，粗部實現(xiàn)了多點錨固的效果，提高了錨桿的錨固強(qiáng)度；在動力的作用下，細(xì)部結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生塑性變形以吸收動能；細(xì)部結(jié)構(gòu)沿錨桿長度方向上逐漸增加，以確保該錨桿體不會發(fā)生動力失效，是錨桿上的創(chuàng)新。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的立體圖。
[0007]圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]由圖1、2給出，本發(fā)明包括錨桿體，錨桿體沿長度方向設(shè)置有呈粗細(xì)相間布置的粗部2和細(xì)部3，錨桿體一端為自由端1，另一端為錨固端5，自由端I上有螺紋6。
[0010]為了保證使用效果，所述的細(xì)部3的長度從自由端I向錨固端5逐漸增加；
所述的細(xì)部3的直徑從自由端I向錨固端5逐漸減小；所述的粗部2和細(xì)部3連接部位呈錐形圓弧面4。
[0011]圖1、2中，Li為第i個細(xì)部的長度，dj為第j個細(xì)部的直徑；Lh為第1-Ι個細(xì)部的長度，C^1為第j-Ι個細(xì)部的直徑；滿足Li > Lh，dj > C^1，其中1、j為正整數(shù)。
[0012]本發(fā)明的工作機(jī)理是，錨桿體安裝在插裝在巖體8以后，通過墊板7固定，粗部2與巖體相互作用，起到錨固的作用，從而實現(xiàn)了多點錨固，增強(qiáng)了錨桿和圍巖之間的相互作用，提高了錨固強(qiáng)度。在動力作用下，由于細(xì)部3的尺寸相對較小，容易產(chǎn)生大的塑性變形，以吸收動能，由于細(xì)部的變形發(fā)生在局部避免錨桿在動力作用下產(chǎn)生整體的失效破壞。
[0013]錨桿體承載的過程中，靠近自由端的應(yīng)力較高，隨著靠近自由端，應(yīng)力逐漸減??；因此所設(shè)計細(xì)部的長度也逐漸減小，避免由于高應(yīng)力區(qū)的細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸太小而導(dǎo)致的錨桿承載力降低。
[0014]本發(fā)明依據(jù)錨桿體的實際受力特性，結(jié)構(gòu)簡單新穎，性能可靠，避免采礦、巖土及地下工程的錨桿錨固系統(tǒng)在動力作用下發(fā)生損失、破壞，降低該類工程結(jié)構(gòu)的動力災(zāi)害風(fēng)險。同時由于新的錨桿系統(tǒng)實現(xiàn)了多點錨固的特性，具有較高的錨固強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有良好的社會和 經(jīng)濟(jì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種變形局部化的動力吸能錨桿，包括錨桿體，其特征在于，錨桿體沿長度方向設(shè)置有呈粗細(xì)相間布置的粗部(2)和細(xì)部(3)，錨桿體一端為自由端(1)，另一端為錨固端(5)，自由端(I)上有螺紋(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形局部化的動力吸能錨桿，其特征在于，所述的細(xì)部(3)的長度從自由端(I)向錨固端(5)逐漸增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形局部化的動力吸能錨桿，其特征在于，所述的細(xì)部(3)的直徑從自由端(I)向錨固端(5)逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形局部化的動力吸能錨桿，其特征在于，所述的粗部(2)和細(xì)部(3)連接部位呈錐形圓弧面(4)。
【文檔編號】E21D21/00GK103670471SQ201410004022
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】常旭, 朱昌星, 張悅, 趙芳芳, 茹忠亮, 趙洪波, 王鳳娥, 程曉霞, 侯樹林, 王歡, 李平 申請人:河南理工大學(xué), 常旭