[发明专利]一种扩大型形状记忆合金锚杆以及其锚固施工工艺

权利要求书

1.一种扩大型形状记忆合金锚杆的支护结构，包括杆体和岩土体，其特征是：在所述杆体的端部具有承台结构，环形形状记忆合金构件套设在杆体的端部，通过承台将二者组合连接构成一体的形状记忆合金锚杆，岩土体内设有预钻孔，形状记忆合金锚杆插设在预钻孔内，完全发生形状记忆回复的形状记忆合金构件构成的形状记忆合金锚杆再通过构筑物、紧固器、托板以及台座锁定。

2.根据权利要求1所述的一种扩大型形状记忆合金锚杆的支护结构，其特征是：所述岩土体的预钻孔的孔径略大于杆体的尺寸，预钻孔的深度与锚杆的长度相接近，预钻孔的倾角为10°～35°。

3.根据权利要求1所述的一种扩大型形状记忆合金锚杆的支护结构，其特征是：在所述岩土体的预钻孔内设置定中器。

4.一种使用权利要求1所述的扩大型形状记忆合金锚杆的锚固施工工艺，其特征是：包括如下步骤：

(1)环形形状记忆合金构件的制备：在合金母相状态下采用机械加工工序，将形状记忆合金坯料加工成形为环形的初始合金构件，初始合金构件柱体的内径和杆体外径相同，然后对其进行形状记忆处理，在比相变转变温度低很多的温度环境下，对处于马氏体状态的合金构件进行机械压缩变形，最终将其加工成为环形形状记忆合金构件；

(2)形状记忆合金锚杆的形成：在低于相变转变温度下，将环形形状记忆合金构件套在杆体的端部，通过杆体端部的承台使两者组合连接成一体，即构成形状记忆合金锚杆；

(3)圆柱型合金锚杆锚固体系的形成：对形状记忆合金锚杆进行防腐 处理，然后再将形状记忆合金锚杆迅速地安放到岩土体的预钻孔内，得到了圆柱型合金锚杆锚固体系；

(4)扩大型合金锚杆体系的形成：依靠岩土层所在处的温度，环形形状记忆合金构件逐渐升高到相变转变温度后，合金材料本身便会自动地进行马氏体逆相变转变而发生单程形状记忆回复效应，使其高度减少，外直径扩大，并最终转变成为大直径环状的合金构件(1)，成为扩大型合金锚杆体系；

(5)获得扩大型合金锚杆锚固结构：等到环形形状记忆合金构件完全发生形状记忆回复后，通过构筑物、紧固器、托板以及台座对扩大型合金锚杆体系进行张拉和锁定，得到扩大型合金锚杆锚固结构。

5.根据权利要求4所述的一种扩大型形状记忆合金锚杆的锚固施工工艺，其特征是：在所述步骤(3)中安放形状记忆合金锚杆之前，保障环形形状记忆合金构件的温度低于其相变转变温度。

6.根据权利要求5所述的一种扩大型形状记忆合金锚杆的锚固施工工艺，其特征是：所述步骤(3)中放形状记忆合金锚杆之前，在岩土体的预钻孔内设置定中器。

7.根据权利要求4或5或6所述的一种扩大型形状记忆合金锚杆的锚固施工工艺，其特征是：所述岩土体中预钻孔的孔径接近杆体的外径尺寸，预钻孔的深度与锚杆的长度相接近，预钻孔的倾角为10°～35°。