[发明专利]用于治理滑坡地质灾害的锚固材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚固材料，具体涉及一种用于治理滑坡地质灾害的锚固材料及其制备方法。

背景技术

目前我国由自然因素、人类活动原因引起的滑坡地质灾害问题己相当严重。全国每年发生大型滑坡地质灾害数千起，造成经济损失多达数万亿元，人员伤亡数以万计。其中影响最为严重的地区主要分布在我国山区省份，如广西、云南、贵州、四川、甘肃等地。滑坡地质灾害的突发性不仅造成建筑物、道路等构筑物的损害，严重威胁到居民的生命、财产安全，而且对生态环境也造成巨大的破坏。

传统的滑坡地质灾害治理方法通常采用卸荷、锚固、挡土墙、抗滑桩等，其原理主要是通过减小滑坡体的下滑力，或增强滑体的锚固力使其稳定性，从而控制坡体稳定，减轻其危害。在综合防治滑坡地质灾害时，锚固控制滑体的下滑力是治理技术的关键，对于锚固材料的要求是非常高的，如滑坡体的厚度小于5m、高度的小于8m时，处理方法一般采用消坡的方法可以满足坡体自稳的要求。上述方法一般适用于工程量较小、施工场地条件允许的情况，处理后的滑坡消除了坡体下滑张力，在辅以植物防护措施即可确保坡体的稳定，消除滑坡带来的危害。但是，当滑坡体的厚度大于5m、高度大于大于8m时，切坡卸荷工程量过大，已不能满足经济效益最优、稳定性最高的要求，这类滑坡通常要采用锚固法进行治理。

锚固材料在治理滑坡的稳定中具有至关重要的作用，锚固材料的组成和性能直接影响着工程治理的效果和成本。锚固法治理既可以避免对地表原始地貌景观、生态环境的破坏，又能够消除安全隐患、节省工程材料、安全环保，锚固法治理已得到了地质灾害防治领域的普遍重视。Chand S(Review:carbon fibers for composites[J].Journa1of Materials Science,2000,35(6):1303-1313.)采用碳纤维的石墨微晶取向度研究其拉伸模量和拉伸强度，并将碳纤维分为标准模量通用型(如T300级)、标准模量高强型(如T700级)、高强中模型(如T800级)和高模量碳纤维，其中通用型(如T300级)碳纤维材料已经广泛使用，另外标准模量高强型T700级或高强中模型T800级碳纤维仍处于工程化研制阶段。工程应用结果表明，通用型T300级碳纤维材料的有着良好的抗拉与抗扭等力学性能，但刚度偏大，容易脆裂。不能够满足抗拉工程应用的需要。Tretinnikov O N等人(Surface crosslin-king of Polyethylene by clectron beam irradiation in air[J].Poly-mer，1998，39(24)：6ll5-6120.)通过碳纤维强度试验得出了孔隙率高、体密度低以及微孔径向和轴向上尺寸的微小差别造成了拉伸强度变化，且刚度不能直接作为工程建筑材料使用，需要进一步改良。Dobb M G等人(Comp-ressional behavior of carbon fiber[J].Carbon Techniques，1992，3:17-22.)采用钢筋为基础原料，将延伸率达39的奥氏体钢制成锚杆，树脂作为锚固剂制取锚固材料，其强度和稳定性都较好，但在树脂凝胶结构透水性较好，很容易造成钢筋的锈蚀，导致锚固材料的强度降低，稳定性变差，引发二次灾害。Hun K(New Development in Rockboting.Colliery Guardan.1994,242:133-138.)在含镍、铬、钼等高合金钢中发现IRIP效应，可以同时获得高的强度和塑性。但是这种钢要求20～26％的镍、铬含量，价格昂贵，且工艺复杂而未能推广应用。另外传统的锚固材料在坡体下滑力的作用下，由于锚固力较弱容易产生应力松弛现象，稳定性较差，且锚固材料在制备与施工过程中工艺复杂，施工难度大；锚固材料在与坡面岩土体的作用的过程中会产生锈蚀、松弛现象，使治理效果并不能得到有效保证。

综上所述，现有的滑坡地质灾害的锚固材料存在成本高、质量大、强度低、粘结附着力差、耐腐蚀性差、施工难度大等不足中的一种或几种以上，不利于推广应用。如何开发切实可行的滑坡地质灾害锚固材料己经成为未来亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、轻质高强且耐腐蚀的用于治理滑坡地质灾害的锚固材料及其制备方法。

本发明所述的用于治理滑坡地质灾害的锚固材料，包括碳丝维复合材料和钢筋材料，其中：

所述碳丝维复合材料由聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维按1：3.0～5.0的重量配比组成，其中沥青基碳纤维由石油沥青和煤沥青按0.8～1.2：1的重量配比组成；