[发明专利]一种多级应力及位移控制可伸长且具有声发射监测的锚杆

说明书

本发明提供了一种多级应力及位移控制可伸长且具有声发射监测的锚杆，能有效克服现有技术中的刚性锚杆不能较大范围地适应岩土体位移及应力控制的不足。方案是，套管包括多节间隔布置的管体，最下端的管体下端连接有底座，最上端的管体上端固定有托盘，每两个相邻管体的圆周端面之间连接有受力弹性体和特定屈服受力抗拉体，底座底端连接有连接柱，连接柱底端可拆卸连接有锚固段，底座上固定有置于套管中与套管同轴心的螺杆，螺杆穿出部分上旋拧有螺母，套管底部的锚固段锚固在边坡的锚孔内，套管周围的边坡上均布有多个用于监测发射信号源的声发射传感器，套管一侧的边坡上固定有电控箱，所述声发射传感器连接在电控箱内。

技术领域

本发明涉及锚杆，特别是一种多级应力及位移控制可伸长且具有声发射监测的锚杆。

背景技术

锚杆在岩土工程中应用广泛，锚杆加固常用于边坡、基坑、隧道、巷道以及城市地下空间等工程中，在地下深部矿场及能源开采中也常用到。锚杆能主动加固岩土体，能充分发挥岩土体自身的稳定能力，有效控制岩土体形变，最大限度地保持围岩完整性，防止岩土体整体坍塌破坏。同时，锚杆对原岩土体破坏少、扰动小，而且易施工、经济、安全环保的重要特点。

在围岩高应力条件下，尤其是在软岩地区，由于受外部加卸荷载、振动冲击等作用下常常表现出大变形特点。而现有技术中的锚杆多数直接将锚杆的一端锚固在锚孔底部，另一端锚固在边坡外侧面上。这种锚杆极限拉伸长度较小，当围岩发生较大变形时，普通锚杆往往不能满足工程安全所要求的适应围岩较大变形而常常出现锚头失效、锚杆被拉断等破坏现象，从而使锚杆的锚固作用丧失，进而导致工程事故。

中国实用新型专利公开了一种自伸缩大变形锚杆，专利号为201621376559.5，该专利的锚杆伸缩量为L，其变形量主要由弹簧及锚杆两部分来承担，此种结构仍有待更新完善（仍有缺陷），该实用新型主要存在以下不足：其一，若实际工程中出现承重或载荷增大，而允许的变形量又较少，在这种工况下再继续增大锚杆的承载能力变得较为困难，比如更换或是增大弹簧4的强度极为困难，正如0014段中所述锚杆与活塞为一体结构。其二，若实际工程中由于承重或载荷增大，而允许有较大的变形量，在这种工况下由于锚杆的承载能力最大值是一定的，允许的变形量若大于原设计的锚杆最大变形量时，若再增大弹簧4最大伸长量同样较为困难，正如0014段中所述锚杆与活塞为一体结构。

现有锚杆一般在使用完成后就废弃在锚孔内，其不可回收，给锚杆的使用造成了浪费。

材料变形破坏伴随着裂纹裂缝的产生和开展，同时材料中局域源快速释放能量产生瞬间弹性波的现象被称为声发射；岩质边坡崩塌破坏时，由于崩塌岩石体内部裂隙萌生、扩展和断裂，声发射现象尤为明显，研究监测这些材料的声发射现象可以了解掌握它们的变形破坏情况，避免或预防不良后果。因此在锚杆周围加上声发射装置来预警灾难且研究边坡是急需设置的。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种多级应力及位移控制可伸长且具有声发射监测的锚杆，能有效克服现有技术中的刚性锚杆不能较大范围地适应岩土体位移及应力控制的不足，而背景技术中的一种自伸缩大变形锚杆亦不能对边坡进行分级控制，其主要是以弹性控制，对实际岩土体后续应力增大或形变控制改变的适应能力不够。其该发明锚杆具有可回收的效果。且通过声发射的监测可以起到对灾难的预警效果。

其解决的技术方案是，包括套管，所述套管包括多节间隔布置的管体，最下端的管体下端连接有底座，最上端的管体上端固定有托盘，每两个相邻管体的圆周端面之间连接有受力弹性体和特定屈服受力抗拉体，所述底座底端连接有连接柱，所述连接柱底端可拆卸连接有锚固段，所述托盘中心设有通孔，所述底座上固定有置于套管中与套管同轴心的螺杆，所述螺杆的另一端经通孔穿出，所述螺杆穿出部分上旋拧有螺母，所述套管底部的锚固段锚固在边坡的锚孔内，所述套管周围的边坡上均布有多个用于监测发射信号源的声发射传感器，所述套管一侧的边坡上固定有电控箱，所述声发射传感器连接在电控箱内。

优选的，所述受力弹性体的数目与特定屈服受力抗拉体均为多个。