一种自适应梯度增阻让压锚杆的制作方法

1.本发明涉及支护技术领域，具体地讲是一种自适应梯度增阻让压锚杆，适用于水利隧洞、交通隧道、煤矿巷道或边坡基坑的支护。

背景技术：

2.在水利隧洞、交通隧道、煤矿巷道或边坡基坑岩土体变形控制中，受地应力分次释放或岩土体开挖分次扰动影响，支护锚杆往往承受多阶段不同工况，需要对围岩变形各阶段提供不同的支护阻力与让压变形量进行控制；但是现有的让压锚杆通常不具备上述特点，因此锚杆的设计让压阻力与让压变形量无法满足现场设计要求，导致让压功能无法有效发挥，进而造成围岩持续破坏。

技术实现要素：

3.本发明的目的是克服上述已有技术存在的不足，而提供一种自适应梯度增阻让压锚杆，以解决现有让压锚杆存在的无法多级让压的问题。
4.本发明提供的技术方案是，一种自适应梯度增阻让压锚杆，包括螺母、托盘和杆体，所述的杆体的一端设螺母和托盘；其特殊之处在于，所述的杆体外设让压装置，所述的让压装置为空心圆柱体，所述的让压装置穿过托盘与螺母螺纹连接。
5.进一步地，所述的托盘为蝶形或星形。
6.进一步地，所述的杆体端部设置标尺，标识锚杆让压量s；所述的托盘与螺母之间设压力计，监测锚杆受力p。
7.进一步地，所述的让压装置由让压装置连接套、让压挡板、多级让压环和让压楔形体组成；所述的让压挡板与杆体固接为一体；所述的多级让压环、让压楔形体套于杆体外部，一端与让压挡板连接，另一端与让压楔形体连接；所述的让压挡板、多级让压环和让压楔形体外设让压装置连接套，所述的让压装置连接套的顶部穿过托盘，和螺母螺纹连接。
8.进一步地，所述的让压装置连接套为瓶型，包括瓶口段和瓶身段，瓶口段外部设置有螺纹，瓶身段底部壁厚逐渐增加，用来限制让压楔形体34的滑动。
9.进一步地，所述的多级让压环由多个单独让压环连接而成，各个单独让压环材质或壁厚不同。
10.进一步地，所述的多级让压环为n级让压环，极限让压阻力为fn，总让压量，单个让压环的变形量δi。
11.进一步地，当锚杆让压量s≥0.8δ，锚杆受力0.8σ≤p，让压强度低，需增大让压环壁厚和让压装置壁厚；当锚杆让压量0.8δ≥s≥0.3δ，锚杆受力0.3σ≤p≤0.8σ，让压强度适中；当锚杆让压量0.3δ≥s，锚杆受力p≤0.3σ，让压强度高，需减小压环壁厚和让压装置壁厚。
12.本发明的有益效果：1、让压装置采用多级让压环，与常规单独让压环不同，通过改变让压环壁厚、材质等方法，实现其分阶段变形功能，随着外力增大，各级让压环依次被压
扁，可以在围岩变形分次释放时发生自适应变形，并保持逐级增加的支护阻力；2、能够适应隧道开挖各阶段的让压支护需求，避免围岩在分级扰动下严重劣化。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图。
14.图中：1螺母，2托盘，3让压装置，4杆体，5压力计，6标尺，31 让压装置连接套，32 让压挡板，33 多级让压环，34 让压楔形体。
具体实施方式
15.为了更好地理解与实施，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
16.如图1所示，一种自适应梯度增阻让压锚杆，包括螺母1、托盘2、让压装置3和杆体4；托盘2为蝶形或星形；在杆体4的一端安装螺母1和托盘2，托盘2置于围岩与螺母1之间；杆体4外安装让压装置3，让压装置3为空心圆柱体，让压装置3穿过托盘2与螺母1螺纹连接；在杆体4端部设置标尺6，标识锚杆让压量s；在托盘2与螺母1之间安设压力计5，监测锚杆受力p；让压装置3由让压装置连接套31、让压挡板32、多级让压环33和让压楔形体34组成，多级让压环33长度为50mm-400mm；让压挡板32与杆体4焊接为一体，避免其前端相对滑动；将多级让压环33、让压楔形体34依次套于杆体4外部，多级让压环33一端与让压挡板32连接，另一端与让压楔形体34连接；让压挡板32、多级让压环33和让压楔形体34置于让压连接套31内，让压装置连接套31的顶部穿过托盘2，和螺母1螺纹连接，产生预定工作阻力；让压装置连接套31设计为瓶型，包括瓶口段和瓶身段，瓶口段连接套表面设置有螺纹，瓶口内径与杆体4外径一致，瓶身段底部壁厚逐渐增加，用来限制让压楔形体34的滑动，避免其底端相对滑动；多级让压环33由多个单独让压环连接而成，各个单独让压环材质或壁厚不同；对涉及到的锚杆进行让压阻力与让压变形量设计时，当锚杆拉力达到fi时，第i级让压环压扁，让压变形量为单个让压环的变形量δi；应用时可根据让压需要设计n级让压环33，极限让压阻力为fn，总让压量；当锚杆4让压量s≥0.8δ，锚杆4受力0.8σ≤p，让压强度低，需增大让压环33壁厚和让压装置3壁厚，当锚杆4让压量0.8δ≥s≥0.3δ，锚杆4受力0.3σ≤p≤0.8σ，让压强度适中，当锚杆4让压量0.3δ≥s，锚杆4受力p≤0.3σ，让压强度高，需减小压环33壁厚和让压装置3壁厚。
17.为了适应隧洞不同工程地质条件，满足工程对锚杆防腐性、耐久性的要求，各构件除了由金属材料制成外，还可由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维等复合材料或其组合形式制成。
18.本发明的一种自适应梯度增阻让压锚杆，当围岩发生蠕变变形或膨胀变形时，围压压力作用于托盘和螺母，由于螺母与让压装置连接套通过螺纹连接，故让压装置内部构件随着杆体一起与让压装置连接套发生相对运动，继而压缩内部多级让压环，此为让压临界点；让压环具有分级让压功能，此为1-n级让压；各级让压环全部压扁后，剩余压力全部作用于让压楔形体，通过让压楔形体与让压连接套瓶底摩擦阻力，产生最终让压阻力与让压
变形量，楔形体与让压装置连接套发生滑动摩擦，此为n+1级让压。
19.应当理解的是，本说明书未详细阐述的技术特征都属于现有技术。尽管上面结合附图对本发明的实施方式进行了描述，但是本发明并不局限于上述具体的实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员均可以在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出更多的形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自适应梯度增阻让压锚杆，包括螺母、托盘和杆体，所述的杆体的一端设螺母和托盘；其特征在于，所述的杆体外设让压装置，所述的让压装置为空心圆柱体，所述的让压装置穿过托盘与螺母螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的托盘为蝶形或星形。3.根据权利要求1所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的杆体端部设置标尺，标识锚杆让压量s；所述的托盘与螺母之间设压力计，监测锚杆受力p。4.根据权利要求1所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的让压装置由让压装置连接套、让压挡板、多级让压环和让压楔形体组成；所述的让压挡板与杆体固接为一体；所述的多级让压环、让压楔形体套于杆体外部，一端与让压挡板连接，另一端与让压楔形体连接；所述的让压挡板、多级让压环和让压楔形体外设让压装置连接套，所述的让压装置连接套的顶部穿过托盘，和螺母螺纹连接。5.根据权利要求4所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的让压装置连接套为瓶型，包括瓶口段和瓶身段，瓶口段外部设置有螺纹，瓶身段底部壁厚逐渐增加，用来限制让压楔形体34的滑动。6.根据权利要求4所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的多级让压环由多个单独让压环连接而成，各个单独让压环材质或壁厚不同。7.根据权利要求6所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，所述的多级让压环为n级让压环，极限让压阻力为f
n
，总让压量，单个让压环的变形量δ
i
。8.根据权利要求3所述的一种自适应梯度增阻让压锚杆，其特征在于，当锚杆让压量s≥0.8δ，锚杆受力0.8σ≤p，让压强度低，需增大让压环壁厚和让压装置壁厚；当锚杆让压量0.8δ≥s≥0.3δ，锚杆受力0.3σ≤p≤0.8σ，让压强度适中；当锚杆让压量0.3δ≥s，锚杆受力p≤0.3σ，让压强度高，需减小压环壁厚和让压装置壁厚。

技术总结

本发明公开了一种自适应梯度增阻让压锚杆，包括螺母、托盘和杆体，所述的杆体的一端设螺母和托盘；其特点是，所述的杆体外设让压装置，所述的让压装置为空心圆柱体，所述的让压装置穿过托盘与螺母螺纹连接；压装置为空心圆柱体，安装于围岩内部靠近临空侧；螺母和托盘安装于围岩外侧；可以在围岩发生蠕变变形或膨胀变形时发生自适应让压量，并根据变形情况自适应让压阻力，随着变形的分次释放，能够分级增加让压阻力，对软岩大变形隧道具有很好的支护控制作用。护控制作用。护控制作用。