本發(fā)明涉及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組合和巖土工程支護相結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域，特征涉及一種針對巖土工程中的高應(yīng)力、大變形巖體穩(wěn)定性支護的雙級恒阻大變形錨固件。

背景技術(shù)：

在深部開采條件下，高地壓、高地溫、高滲透壓以及開采擾動嚴重影響著地下巷道圍巖的穩(wěn)定性。由于傳統(tǒng)小變形錨桿允許巷道圍巖的變形量一般均在200mm以下，傳統(tǒng)支護技術(shù)已經(jīng)不能夠適應(yīng)深部巷道圍巖非線性大變形破壞特征，因此，常出現(xiàn)因錨桿不能適應(yīng)巷道圍巖大變形破壞而被拉斷失效的現(xiàn)象。隨著采深的不斷增加，各種工程災(zāi)害日益增多，如礦井沖擊地壓和軟巖大變形等災(zāi)害對深部資源的安全高效開采造成了巨大威脅。沖擊大變形是開采過程中誘發(fā)并伴有微震活動和彈性能突然釋放的煤巖體結(jié)構(gòu)破壞過程。應(yīng)用傳統(tǒng)錨桿支護的巷道遠不能夠抵抗巖爆產(chǎn)生的瞬時大變形沖擊荷載，從而出現(xiàn)了錨桿斷裂、巷道不同程度破壞的事故。

但是，在實際工程應(yīng)用中，許多傳統(tǒng)小變形錨桿仍然在深部礦井中被廣泛應(yīng)用于控制巖爆災(zāi)害(如加拿大、瑞士等)，雖然這種錨桿能夠提供較高的支護阻力，但是由于缺少足夠的大變形量來應(yīng)對圍巖的膨脹變形，而經(jīng)常出現(xiàn)錨桿支護巷道多次返修、錨桿拉斷失效、鋼架扭曲變形、澆注混凝土開裂等破壞現(xiàn)象，不但提高了巷道維修成本，而且為深部工程埋下了安全隱患。

因此，隨著礦山開采深度的不斷增加，圍巖應(yīng)力不斷加大，錨桿支護不僅需要考慮支護體系的強度問題，還需要考慮圍巖的變形量。在這種環(huán)境下，一種能夠在圍巖蠕變階段提供恒定工作阻力，并且具有良好的延伸量的新型錨桿孕育而生，稱為可延伸錨桿，也稱能量吸收錨桿。國外對可延伸錨桿的研究已經(jīng)有近20年的歷史，中國在這方面的研究始于20世紀80年代初期。1995年，加拿大勞倫森大學(xué)的mccreath教授和kaiser教授提出了能量吸收錨桿的設(shè)計原則，指出錨桿桿體要具有較大的伸長率(至少達到200～300mm)，并且伴隨著圍巖的變形具有滑移特性，主要被應(yīng)用在受到瞬間荷載影響的地下工程圍巖支護體系中，如：巖爆、工程爆破等。

在各類可延伸錨桿中，第一代恒阻大變形錨固件（例如錨桿、錨索等）利用膨脹和摩擦使錨桿（索）產(chǎn)生恒阻力，其優(yōu)點是錨桿(索)的恒阻力變大，缺點是不容易控制恒阻力的大小，當(dāng)力值過大時容易使纜索破斷，導(dǎo)致錨桿（索）沒有達到使用效果之前而失靈，此外第一代錨索恒阻長度受到套筒的限制，也就是說套筒的長度就是恒阻力持續(xù)長度同時也是大變形的長度，如果加大套筒長度會使錨桿（索）不利于安裝且比較浪費材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙級恒阻大變形錨固件，以在不明顯改變現(xiàn)有技術(shù)的套筒長度的基礎(chǔ)上，使恒阻力值的長度變長，且增加錨桿（索）的變形長度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種雙級恒阻大變形錨固件，其包括：第一恒阻套筒，內(nèi)壁呈楔形；第二恒阻套筒，位于所述第一層恒阻套筒內(nèi)部，內(nèi)壁呈楔形；連接件，位于所述第二恒阻套筒內(nèi)；第一恒阻體，呈楔形，細端固定于所述第二恒阻套筒的一端；第二恒阻體，呈楔形，細端固定于所述連接件的一端；楔形的所述第一恒阻套筒的內(nèi)壁、第二恒阻套筒的內(nèi)壁、第一恒阻體、第二恒阻體的延伸方向一致。

優(yōu)選地，所述第二恒阻套筒的設(shè)置所述第一恒阻體的一端固定有連接部，所述連接部上設(shè)有第一螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述第一恒阻體與所述連接部連接的一端設(shè)有第二螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述第一螺紋連接結(jié)構(gòu)、第二螺紋連接結(jié)構(gòu)連接。

優(yōu)選地，所述第一螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺孔，所述第二螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺桿。

優(yōu)選地，所述連接件上與所述第二恒阻體連接的一端設(shè)有第三螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述第二恒阻體與所述連接件連接的一端設(shè)有第四螺紋連接結(jié)構(gòu)，所述第三螺紋連接結(jié)構(gòu)、第四螺紋連接結(jié)構(gòu)連接。

優(yōu)選地，所述第四螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺孔，所述第三螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺桿。

優(yōu)選地，所述連接件為桿件或纜繩件，相應(yīng)地，所述雙級恒阻大變形錨固件為錨桿或錨索。

優(yōu)選地，所述第一恒阻體、第二恒阻體的側(cè)面設(shè)有淺槽。

優(yōu)選地，所述淺槽沿著所述第一恒阻體、第二恒阻體的長度方向延伸。

優(yōu)選地，所述淺槽為多個，均布于所述第一恒阻體、第二恒阻體的側(cè)面。

分析可知，本發(fā)明是基于第一代恒阻大變形錨（桿）索，而提出的雙級恒阻大變形錨桿（索），不但解決傳統(tǒng)的加長錨索套筒長度的問題，而且還可以使錨桿（索）更加短小靈活，大大提高工作效率的同時，也為工程運用提供更好的支護手段。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例大變形后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的第一恒阻套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的第二恒阻套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的第一恒阻體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例的第一恒阻體的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例的第二恒阻體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例的第二恒阻體的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1-圖5所示，本發(fā)明實施例包括：第一恒阻套筒1、第二恒阻套筒2、連接件3、第一恒阻體4、第二恒阻體7。

具體地，第一恒阻套筒1呈直筒狀，其內(nèi)壁呈楔形。第二恒阻套筒2位于第一層恒阻套筒1內(nèi)部，其內(nèi)壁亦呈楔形。優(yōu)選地，第一恒阻套筒1、第二恒阻套筒2均為高碳鋼材質(zhì)。連接件3位于第二恒阻套筒2內(nèi)，連接件3可以為鋼鐵材質(zhì)的桿件，也可以為纜繩（相應(yīng)地，本發(fā)明即為錨桿或錨索），本實施例的連接件3為碳素鋼材質(zhì)的桿件。第一恒阻體4呈楔形，細端固定于第二恒阻套筒2的一端。第二恒阻體7呈楔形，細端固定于連接件3的一端。如圖所示，楔形的第一恒阻套筒1的內(nèi)壁、第二恒阻套筒2的內(nèi)壁、第一恒阻體4、第二恒阻體7的延伸方向一致，以及，在圖中，這四個部件的粗端均在左端、細端均在右端。

優(yōu)選地，第二恒阻套筒2的設(shè)置第一恒阻體4的一端固定有連接部6，連接部6和第二恒阻套筒2之間可以螺紋連接或焊接等。連接部6上設(shè)有第一螺紋連接結(jié)構(gòu)（未標記），第一恒阻體4與連接部6連接的一端設(shè)有第二螺紋連接結(jié)構(gòu)5，第一螺紋連接結(jié)構(gòu)、第二螺紋連接結(jié)構(gòu)5連接。例如，第一螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺孔，第二螺紋連接結(jié)構(gòu)5為螺桿，第二螺紋連接結(jié)構(gòu)5擰入第一螺紋連接結(jié)構(gòu)中。在其他實施例中，也可以將第一螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計為螺桿，第二螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計為螺孔；或者，在其他實施例中，直接將第一恒阻體焊接或螺紋連接在第二恒阻套筒的端部。

又，連接件3上與第二恒阻體7連接的一端設(shè)有第三螺紋連接結(jié)構(gòu)8，第二恒阻體7與連接件3連接的一端設(shè)有第四螺紋連接結(jié)構(gòu)（未示出），第三螺紋連接結(jié)構(gòu)8、第四螺紋連接結(jié)構(gòu)連接。例如，第四螺紋連接結(jié)構(gòu)為螺孔，第三螺紋連接結(jié)構(gòu)8為螺桿，當(dāng)然也可以相反；或者直接將第二恒阻體7焊接在連接件3的一端。

如圖6-圖9所示，為了在拉伸過程中使恒阻體有一定的壓縮，控制恒阻力，本實施例的第一恒阻體4、第二恒阻體7的側(cè)面設(shè)有淺槽9。有選對，淺槽9沿著第一恒阻體4、第二恒阻體7的長度方向延伸。進一步地，淺槽9為多個，均布于第一恒阻體4、第二恒阻體7的側(cè)面。

裝配本實施例時，先將第二恒阻體7安裝在內(nèi)置的連接件3上，并將其安裝在第二恒阻套筒2內(nèi)。接著，將第一恒阻體4安裝在第二恒阻套筒2上，并將其安裝在第一恒阻套筒1內(nèi)。

由上可見，本實施例包括由外而內(nèi)的三個重要部分：外緣的第一恒阻套筒、中層的第二恒阻套筒及第一恒阻體、內(nèi)置的連接件及第二恒阻體，其中，外緣的第一恒阻套筒1主要起保護和作為恒阻通道使用；中層的第二恒阻套筒為內(nèi)置的連接件提供摩擦力和滑道；內(nèi)置的連接件3為一級摩擦和拉伸加持端；第一恒阻體4為摩擦力的來源；第二恒阻體7也是摩擦力的來源。應(yīng)用本實施例時，在受到拉力后，本實施例會緩慢的變長，且在某一時間錨索的力值會緩慢上升，在某一刻中層恒阻體和外緣恒阻套筒之間或中層恒阻套筒和內(nèi)置恒阻體之間會產(chǎn)生摩擦，并將能量吸收。

雖然上述實施例僅包括兩個套筒和兩個恒阻體，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于此，可以基于上述結(jié)構(gòu)，設(shè)置多個套筒及恒阻體，形成多層嵌套的結(jié)構(gòu)。

綜上，本發(fā)明提供一種的雙級（多級）恒阻大變形錨桿（索），不但解決了目前加長錨索套筒長度的問題，而且還可以使錨桿（索）更加短小靈活，大大提高工作效率，同時也為工程運用提供了更好的支護手段。

由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。