[实用新型]一种锚固结构、连接锚固结构和外锚固体系

说明书

本实用新型提供一种锚固结构、连接锚固结构和外锚固体系。一种锚固结构，包括：金属套筒和锚杆杆体，所述金属套筒的一端为外端，另一端设有内端管，外端和内端管之间为灌胶段，内端管的内径与锚杆杆体直径相同，锚杆杆体经内端管伸入至灌胶段。本实用新型所提供的锚固结构可以有效减小外锚固长度，充分发挥杆体材料抗拉强度，提高锚固可靠性。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种锚固结构、连接锚固结构和外锚固体系。

背景技术

纤维增强聚合物属件具有密度小、抗拉强度高、低松弛、抗疲劳、耐腐蚀及电磁绝缘性能好等优点。近几年来，采用纤维增强聚合物制成的锚杆杆体开始应用于基坑、边坡、地下结构物抗浮、矿山巷道、隧道工程等岩土工程领域。然而，纤维增强聚合物是各向异性材料，相较于其极高的轴向抗拉强度，其法向抗压和抗剪强度较低，不能照搬金属材料的锚固方式。因锚固结构设计不合理、锚头破坏进而导致锚杆杆体材料抗拉强度不能充分发挥的现象普遍存在。目前，纤维增强聚合物锚固结构的锚具主要分为以夹片式为代表的机械夹持式、以套筒灌胶为代表的粘结式和以夹片-粘结为代表的组合式三种类型。其中，传统的夹片式锚具会出现因杆体材料法向强度不足、局部应力集中导致的破坏现象；套筒灌胶锚具是一种较适用于纤维增强聚合物的理想锚具，但由于粘结界面剪切强度有限，该类锚具锚固长度较长，随着杆体直径的增加，该类锚具的制作和安装成本激增，占用作业空间变大，其使用范围受限；组合式锚具兼具机械锚具和粘结锚具的优点，已经成为国内外学者研究的重点。

目前，市售纤维增强聚合物锚杆的外锚固体系通常由楔形螺母和垫板组成，其材质亦为FRP材料。试验表明，该类锚具容易产生锚杆杆体螺纹和浅层的层间破坏，其承载力仅为FRP杆体材料的1/3。有学者设计了用于FRP材料锚杆检测的套筒灌胶锚具，该工艺锚固长度较大，在施工现场进行灌胶，成本较高，质量不稳定。

基于以上背景技术，本实用新型提出了一种锚固结构、连接锚固结构和外锚固体系，将纤维增强聚合物锚杆杆体材料的外锚固段固定连接一个金属套筒，将各向异性的纤维增强聚合物锚固问题转换为金属杆体外锚固问题，并通过设置内端管使其受力以及在胶接后通过压接产生环状法向力从而提高界面的抗剪强度，进而缩短外锚固长度或在相同锚杆长度的基础上提高锚固安全系数。据此设计的锚固结构可以在生产时灌胶然后运输到施工现场，既克服了现场灌胶导致的质量不稳定的问题，又缩短了工期、可大批量直接应用于工程中。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种锚固结构，解决了以下几个技术问题：

1）纤维增强聚合物锚杆材料抗拉强度不能充分发挥；

2）套筒灌胶式锚固结构粘结界面剪切强度小，锚固长度大导致锚具外露过大，制作和安装成本高，需占用作业空间大，使用范围受限；

3）套筒灌胶式锚固结构由于现场加工，灌胶后需要静置一段时间待胶体凝固，所以工期长，并且现场灌胶质量不稳定，因此不适用于大批量的工程。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种锚固结构，包括：金属套筒和锚杆杆体，所述金属套筒的一端为外端，另一端设有内端管，外端和内端管之间为灌胶段，内端管的内径与锚杆杆体直径相同，锚杆杆体经内端管伸入至灌胶段。

进一步地，所述金属套筒设置有外螺纹。

进一步地，所述金属套筒的外端和灌胶段与内端管一体成型或螺纹连接。

进一步地，所述锚杆杆体设置有防滑纹。

进一步地，所述锚杆杆体材质为纤维增强聚合物。

进一步地，本实用新型的锚固结构还可以构成用于两段或多段锚杆杆体连接的锚固结构，即连接锚固结构，包括至少两个本实用新型所述的锚固结构以及至少一个连接螺母，所述连接螺母的两端分别连接两个锚固结构的金属套筒外端。