一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘的制作方法

本实用新型属于锚杆支护技术领域，具体涉及一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘。

背景技术：

锚杆支护已成功应用于隧道工程、地铁工程、采矿工程、边坡工程等的工程稳定性维护当中，取得了显著的技术经济效益，其材质也经历了木锚杆、玻璃钢锚杆、圆钢锚杆、螺纹钢锚杆等，工作原理存在机械摩擦式锚杆、树脂锚固式锚杆等，根据实际需求又有让压与非让压之分；当工程施工中产生震动载荷时，震动载荷会波扰附近的锚杆支护体，诱使其发生轴向拉伸或者横向剪切破坏，尤其是采矿工程中锚杆穿越岩层结构面时，震动载荷以剪切波的形式作用到结构面两侧岩体，岩体沿面错动释放能量，剪切锚杆体，成为维护锚杆支护稳定性的艰难问题，严重影响工程稳定性；基于以上问题，如何保证动载应力波扰动下锚杆支护的稳定性成为工程技术人员急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种经济成本低、劳动强度小、操作简单的卸载锚杆轴向拉伸波和横向剪切波的基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，包括：锚杆杆体、预紧螺母、高强度弹簧垫、前钢板、高强度橡胶外壳、抗高压流体袋、流体、后钢板、可控单向卸压阀；所述预紧螺母至少一个，所述预紧螺母设置在锚杆杆体的前端，所述预紧螺母与锚杆杆体同轴分布，所述前钢板设置在预紧螺母的后面，所述前钢板为“凵”字型设置，所述前钢板与锚杆杆体同轴分布，所述预紧螺母与前钢板之间设置有至少一个高强度弹簧垫，所述高强度弹簧垫包覆在锚杆杆体外表面，所述高强度弹簧垫环绕锚杆杆体外表面均布，所述后钢板设置在前钢板的后面，所述前钢板与后钢板之间设置有至少一个抗高压流体袋，所述抗高压流体袋与锚杆杆体同轴分布，所述高强度橡胶外壳至少一个，所述高强度橡胶外壳包覆在抗高压流体袋外表面，所述高强度橡胶外壳轴线与抗高压流体袋轴线同轴分布，所述流体设置在抗高压流体袋内，所述抗高压流体袋上至少设置有一个可控单向卸压阀；前钢板为圆形，用于向高刚度弹簧垫传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳用于保护其内部的抗高压流体袋和传递围岩作用力，抗高压流体袋用于储存高压流体，流体可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀用于卸载并维持流体的压力，实现恒组让压的功能，后钢板与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳传递围岩作用力，前钢板和后钢板夹持高强度橡胶外壳，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳上的均布力，保证高强度橡胶外壳受力均匀。

优选的，所述流体的初始压力应小于锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。

优选的，随着动载的扰动或静载的增加，锚杆轴力的增加导致所述流体体积减小，所述流体的压力逐渐增加。

优选的，所述流体压力增加到阈值时，可控单向卸压阀会自动打开，释放压力，维持压力在额定值范围以内。

优选的，所述流体压力的阈值确定为90%～95%的锚杆屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳上的均布应力。

优选的，所述单向卸压阀的开起压力阈值可调节，适用于不同的锚杆强度。

优选的，所述高压流体袋为开口的环形结构，便于卸压拆卸、回收再应用。

优选的，所述前钢板中间区域背向高压流体袋凸起，使高压流体袋镶嵌在所述前钢板的凹槽内。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

（1）可重复性强、经济成本低、环保性能好、原理简单、操作容易；（2）减少原位锚杆破断带来的风险及补打锚杆带来的人力物力，大大提升了锚杆抗动载扰动的支护能力；（3）采用上述技术方案可解决纵向拉伸应力波及横向剪切应力波同时作用时锚杆破断的技术难题，在本技术领域内具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型中一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘的结构示意图；

图2是本实用新型中的a-a剖面图。

图中：1-锚杆杆体；2-预紧螺母；3-高刚度弹簧垫；4-前钢板；5-高强度橡胶外壳；6-抗高压流体袋；7-流体；8-后钢板；9-可控单向卸压阀；10-开口。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型：

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1所示：一种基于可控流体压力的恒阻锚杆托盘，包括：锚杆杆体1、预紧螺母2、高强度弹簧垫3、前钢板4、高强度橡胶外壳5、抗高压流体袋6、流体7、后钢板8、可控单向卸压阀9；所述预紧螺母2至少一个，所述预紧螺母2设置在锚杆杆体1的前端，所述预紧螺母2与锚杆杆体1同轴分布，所述前钢板4设置在预紧螺母2的后面，所述前钢板4为“凵”字型设置，所述前钢板4与锚杆杆体1同轴分布，所述预紧螺母2与前钢板4之间设置有至少一个高强度弹簧垫3，所述高强度弹簧垫3包覆在锚杆杆体1外表面，所述高强度弹簧垫3环绕锚杆杆体1外表面均布，所述后钢板8设置在前钢板4的后面，所述前钢板4与后钢板8之间设置有至少一个抗高压流体袋6，所述抗高压流体袋6与锚杆杆体1同轴分布，所述高强度橡胶外壳5至少一个，所述高强度橡胶外壳5包覆在抗高压流体袋6外表面，所述高强度橡胶外壳5轴线与抗高压流体袋6轴线同轴分布，所述流体7设置在抗高压流体袋6内，所述抗高压流体袋6上至少设置有一个可控单向卸压阀9；前钢板4为圆形，用于向高刚度弹簧垫3传递和扩散围岩作用力，高强度橡胶外壳5用于保护其内部的抗高压流体袋6和传递围岩作用力，抗高压流体袋6用于储存高压流体7，流体7可为液体、气体或者两者的混合物，可控单向卸压阀9用于卸载并维持流体7的压力，实现恒组让压的功能，后钢板8与围岩表面接触，用于向高强度橡胶外壳5传递围岩作用力，前钢板4和后钢板8夹持高强度橡胶外壳5，将锚杆轴力扩散为高强度橡胶外壳5上的均布力，保证高强度橡胶外壳5受力均匀。

本实施例中，所述流体7的初始压力应小于锚杆1屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳5上的均布应力。

本实施例中，随着动载的扰动或静载的增加，锚杆1轴力的增加导致所述流体7体积减小，所述流体7的压力逐渐增加。

本实施例中，所述流体7压力增加到阈值时，可控单向卸压阀9会自动打开，释放压力，维持压力在额定值范围以内。

本实施例中，所述流体7压力的阈值确定为90%～95%的锚杆1屈服载荷对应的扩散到高强度橡胶外壳5上的均布应力。

本实施例中，所述单向卸压阀9的开起压力阈值可调节，适用于不同的锚杆1强度。

本实施例中，所述高压流体袋6为开口的环形结构，便于卸压拆卸、回收再应用。

本实施例中，所述前钢板4中间区域背向高压流体袋5凸起，使高压流体袋5镶嵌在所述前钢板4的凹槽内。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。