[发明专利]用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构，包括碟簧蓄能系统、退位卡套、安全卡套、防护套筒、钢绞线、架线环、注浆管、承力转换板和导向帽；碟簧蓄能系统为蓄能部件，在岩土体产生向坡内位移时减少预应力损失以及岩土体产生向坡外位移时减少锚索轴力的增量；碟簧蓄能系统位于防护套筒左端并通过锚具连接有钢绞线，钢绞线延伸进防护套筒内并穿过左侧的承力转换板后连接有退位卡套及安全卡套；该锚索结构在使用时能够根据特殊岩土体滑坡不同工况自动调节预应力，以确保锚固工程的有效性及耐久性；另外，本发明还公开了一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构的设计方法，便于实现锚索结构的设计制造。

技术领域

本发明涉及一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构，另外还涉及一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构的设计方法，属于滑坡治理工程技术领域。

背景技术

锚索结构作为岩土锚固技术的核心组成部分，从锚索受力后固定段灌浆体的受力方式，可以分为拉力型锚索和压力型锚索两种。

在常见的滑坡防治措施中，通过锚固段嵌入滑床稳定岩土中，中部设置自由段，表层与框格梁等反力装置配合使用，能实现表层防护及深部加固的统一。但在特殊的工况下，如地震、冻融循环下季节性冻土冻胀融沉往复变形等，可能会因产生预应力损失过大而失效，或锚固力突然增大过多锚索框架结构破坏而失效。如季节性冻土区的锚杆冻结期最大拉力可达受冻前的2-3倍，融化后预应力损失过大，可能发生无任何征兆的冻融局部滑塌。

由于这类滑坡存在的环境相对复杂，岩土性质特殊，作用机理复杂，目前框架锚索技术应用于这类滑坡治理时，往往通过加大框架梁柱、锚索截面尺寸或锚固体长度来提高边坡的稳定性，该措施既造成材料浪费严重，又不能解决滑坡双向变形时锚索的耐久性及可靠性，会给滑坡防治工程埋下较大的安全隐患。

申请号为：CN201611262415.1，公开号为：CN106522250A的发明专利公开了一种适宜于冻土区冻融边坡加固的预应力锚固结构，包括垫墩，所述垫墩左侧的顶部和底部均设有坡面，所述垫墩的左侧设有钢垫板，所述钢垫板的左侧设有冻融适应弹性垫圈，所述冻融适应弹性垫圈的左侧设有锚具，所述锚具、冻融适应弹性垫圈和钢垫板的外侧套设有保护外壳，垫墩的右侧设有碎石防冻层，所述碎石防冻层的右侧设有自取段。该发明通过设置的冻融适应弹性垫圈和碎石防冻层，来对锚索在使用时起到防止变形的作用；但是，该锚固结构在使用时，通过弹性垫圈和钢垫板来实现防止锚索变形的目的，其自动调节预应力效果较差；同时，其行程太小，调节预应力范围。

因此，亟需研究可适应季节性冻土滑坡不同工况可自动调节预应力的新型锚索结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中锚索不能适应季节性冻土滑坡不同工况进行自动调节预应力的缺点，提供一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构，该锚索结构在使用时能够根据特殊岩土体滑坡不同工况(季节性冻土冻胀融沉状态)自动调节预应力，以确保锚固工程的有效性及耐久性；

另外，本发明还公开了一种用于季节性冻土滑坡防治的自平衡锚索结构的设计方法，便于实现锚索结构的设计制造。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

(一)本发明的基本构思如下：

本发明主要由碟簧蓄能系统、退位卡套、安全卡套、防护套筒、钢绞线、架线环、注浆管及导向帽组成。

其中，碟簧蓄能系统主要由叠合、对合组合而成的碟簧构件组成，其有效荷载、极限荷载、有效行程及极限行程均应按锚索参数指标要求设计；其主要功能为蓄能，在岩土体产生向坡内位移时减少预应力损失；当岩土体产生向坡外位移时减少锚索轴力的增量；

退位卡套主要挤压套及特制的弹簧钢丝组成，起始退位压力可按需设定；

安全卡套主要由特制挤压套组成，卡套与钢绞线紧密接触，在钢绞线破断前不会滑脱；