一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆

本技术属于锚具，具体涉及一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆。

背景技术：

1、随着对铁路运输需求的急剧增加和铁路隧道修建的不断增多，隧道修建的地段更为偏远，围岩情况更为复杂多变，修建难度愈发艰难。由于高能地质环境中，在隧道开挖前，围岩处于三轴受力状态下，可以储存大量的弹性应变能，在隧道开挖后，围岩侧向压力解除或降低，岩体抗压强度降低，从而储能能力降低，加之开挖后的应力重分布导致了围岩能量聚集，围岩中就存在了剩余的能量，需要得到释放。围岩压力和能量转化是与围岩变形直接相关的，解决隧道支护破坏问题的关键在于允许围岩大行程变形，充分利用韧性隧道良好的峰后承载能力和塑性变形能力，让围岩自身来释放压力和聚集的能量。

2、锚杆是一种在岩土工程支护领域广泛高效应用的支护方式。在应对围岩破碎和变形较大的支护挑战时，我们需要确保锚杆不仅能提供持续的支护力，还能具备足够的伸长变形能力，以满足围岩大变形的要求。传统的锚杆通常采用螺纹钢筋制造，采用端部注浆或全长注浆，其延伸率较低，在应用于大变形围岩支护时，其延伸长度往往不足，易被拉断，导致锚固失效。所以出现了一些恒阻大变形锚杆，但这些锚杆主要应用于煤矿巷道的支护，无法提供足够锚固力给对安全性要求更高的铁路隧道；同时，因为大体量的火车或高铁经过隧道必然会对隧道产生一定的震动，并且绵长的隧道可能会面临地震的发生，所以，铁路隧道对支护方式需要有较高的耐久性和抗震性，但当下许多的大变形锚杆，耐久性与抗震性较弱。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，解决现有技术中的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，包括外壳，外壳内设置杆体，所述外壳包括套管，所述套管一端连接至少两个咬合管，所述杆体上设有至少两个锥头，所述锥头一一对应设置在两个所述咬合管内。

4、优选的，所述套管内设有多个圆锥槽，由套管至咬合管的方向上，圆锥槽的直径依次增大，其中最大的一个圆锥槽的直径小于锥头的直径。

5、优选的，所述咬合管包括连接管，所述连接管一端设有t型圆管。

6、优选的，所述t型圆管的一端设有托盘，所述托盘通过紧固螺母固定连接。

7、优选的，所述套管远离所述咬合管的一端设有防脱螺母。

8、优选的，制备所述防脱螺母的材料的强度大于制备所述套管的材料的强度。

9、本实用新型的技术效果和优点：本实用新型提出的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，与现有技术相比，具有以下优点：

10、依据锥头与套管咬合摩擦准则，当围岩发生较大变形时，锥头克服与套管的咬合摩擦，并使套管径向膨胀的弹性变形以利于发生相对位移，这个过程中，摩擦力和正压力，锥头的圆锥型设计很好地延展受力面积，双锥头的参与更能显著地提高锚固力和稳定性。锥头和套管相对位移的过程中可以产生阶段性变形，并逐级增大拉拔力。

技术特征：

1.一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，包括外壳，外壳内设置杆体，其特征在于：所述外壳包括套管，所述套管一端连接至少一个咬合管，所述杆体上设有至少两个锥头，所述锥头一一对应设置在所述咬合管内。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，其特征在于：所述套管内设有多个圆锥槽，由套管至咬合管的方向上，圆锥槽的直径依次增大，其中最大的一个圆锥槽的直径小于锥头的直径。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，其特征在于：所述咬合管包括连接管，所述连接管一端设有t型圆管。

4.根据权利要求3所述的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，其特征在于：所述t型圆管的一端设有托盘，所述托盘通过紧固螺母固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，其特征在于：所述套管远离所述咬合管的一端设有防脱螺母。

6.根据权利要求5所述的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，其特征在于：制备所述防脱螺母的材料的强度大于制备所述套管的材料的强度。

技术总结本技术公开了一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，包括外壳，外壳内设置杆体，所述外壳包括套管，所述套管一端连接至少两个咬合管，所述杆体上设有至少两个锥头，所述锥头一一对应设置在两个所述咬合管内。本技术提出的一种嵌入式分级咬合消能大变形锚杆，与现有技术相比，具有以下优点：依据锥头与套管咬合摩擦准则，当围岩发生较大变形时，锥头克服与套管的咬合摩擦，并使套管径向膨胀的弹性变形以利于发生相对位移，这个过程中，摩擦力和正压力，锥头的圆锥型设计很好地延展受力面积，双锥头的参与更能显著地提高锚固力和稳定性。锥头和套管相对位移的过程中可以产生阶段性变形，并逐级增大拉拔力。技术研发人员：费建波,吴成龙,周贤舜,左海宁,杨朝帅,刘永胜,陈湘生,潘岳,林春刚,谢韬,张理蒙受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：20231215技术公布日：2024/7/4