[发明专利]一种土体扩孔的装置及方法

说明书

本发明公开了一种土体扩孔的装置及方法，它包括外部圆柱体，所述外部圆柱体是由六片扇形片构成，并与圆柱芯体通过伸缩杆连接拼接成圆柱体；所述圆柱芯体内部包括轮轴结构和底座，底座上有方便扇形片伸出和收缩的牵引轨道；所述外部圆柱体的外部涂抹有纳米涂层，所述外部圆柱体的外部设置有圆形压板，所述圆形压板上安装有反力系统，所述外部圆柱体外部装有应力片；所述伸缩杆的外部和扩孔之间设置有无粘性颗粒材料与膨胀剂混合料。此装置主要运用于在膨胀剂扩孔后在膨胀剂内部制造临空面，使膨胀剂发生无侧限的破坏，使得膨胀剂可以回收，能进行二次或多次扩孔。

技术领域

本发明涉及一种土体扩孔的装置和方法及施工工艺，该方法广泛适用于岩土工程中锚杆支护技术领域。

背景技术

近年来，膨胀剂在大体积及地下结构混凝土中得到较广泛应用，一般认为，适量膨胀剂的掺入，可以减少混凝土的收缩，防止或减少干缩裂缝，有害裂缝的产生;同时,膨胀剂的掺入，在混凝土内部生成膨胀性物质。可填充、堵塞和切断毛细孔和其他孔隙，使混凝土总孔隙率降低，毛细孔孔径变小，改善了混凝土的孔结构，使混凝土变得更密实，从而降低了混凝土的透水性。而在扩孔方面，使用膨胀剂遇水膨胀产生巨大的膨胀力来进行扩孔，相比于传统的土体扩孔方法，此方法具有材料方便易得，无需外加施压设备，操作简单便捷，大大减少了缩短了扩孔工期。在施工时，膨胀剂时常难以取出，无法进行二次扩孔和在扩孔后对孔进行实验检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种土体扩孔的装置及方法，此装置主要运用于在膨胀剂扩孔后在膨胀剂内部制造临空面，使膨胀剂发生无侧限的破坏，使得膨胀剂可以回收，能进行二次或多次扩孔。也可运用膨胀剂的膨胀效应测量加、卸载应力的变化规律、不同应力下岩石的蠕变。开展岩体卸载破坏机理的研究，不但对于揭示卸载岩体的力学行为及其破坏的力学机理、完善和发展岩体力学理论、研究人类工程活动诱发的地质灾害机理等方面均具十分重要的理论意义，而且对于岩体工程实践也具有重大的经济效益和很高的实用价值。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种土体扩孔的装置，它包括外部圆柱体，所述外部圆柱体是由六片扇形片构成，并与圆柱芯体通过伸缩杆连接拼接成圆柱体；所述圆柱芯体内部包括轮轴结构和底座，底座上有方便扇形片伸出和收缩的扇形片索引轨道；所述外部圆柱体的外部涂抹有纳米涂层，所述外部圆柱体的外部设置有圆形压板，所述圆形压板上安装有反力系统，所述外部圆柱体外部装有应力片；所述伸缩杆的外部和扩孔之间设置有无粘性颗粒材料与膨胀剂混合料。

所述扇形片分为两种不同的型号，其包括A类扇形片和B类扇形片，所述A类扇形片和B类扇形片与伸缩杆相连，所述A类扇形片上对称伸出有金属片，所述金属片与B类扇形片上的凹槽相配合，并将金属片收纳在其内部。

所述外部圆柱体加工有外螺纹，并与圆形压板之间构成螺纹配合。

所述伸缩杆在不使用时可收入外部圆柱体内部，在使用时通过圆柱芯体内部轮轴系统作用下通过轮轴结构传动使伸缩杆伸出，形成外部圆柱体轮廓，再由A类扇形片内设置的金属片完整拼接在一起。

所述纳米涂层涂在装置需要与膨胀剂接触的部分；纳米涂层用于防止无粘性颗粒材料与膨胀剂混合料和外部圆柱体、圆形压板表面粘接。

所述圆形压板中间预留孔洞，孔洞的直径等于外部圆柱体的直径，在圆形压板孔洞的内表面有螺纹，外部圆柱体和圆形压板通过螺旋紧密咬合在一起；所述圆形压板上对称焊接有多根直径相同的杆，多根杆和实心圆环焊接在一起；通过扭转实心圆环，可通过外部圆柱体外表面螺纹，使得圆形压板旋转，在实验时使得圆形压板在外部圆柱体螺纹区上下移动。

所述无粘性颗粒材料与膨胀剂混合料采用高强度无粘性废料按实验测得的一定比例混合均匀，加水搅拌后投入已钻好的孔内；粘性颗粒材料与无粘性颗粒材料与膨胀剂混合料需要进行磨圆处理，直径大小需要相同；可在膨胀剂内加入陶粒体。