恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索制造技术

本发明专利技术提供一种恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索。恒阻体与恒阻套管组件，包括：恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端；恒阻套管，所述恒阻体设置在所述恒阻套管内；所述恒阻体的大径端的径向尺寸大于恒阻套管的内径，所述恒阻体的小径端的径向尺寸小于恒阻套管的内径；所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽。在滑移阶段，原产生堆积于恒阻体前端的铁屑，会通过所述的凹槽，在恒阻体向前滑移的过程中，逐渐排出，不再会堆积于恒阻体前端，阻碍恒阻体滑移运动，保证了NPR锚杆/索工作过程中恒阻值的恒定，对工程岩体的变形控制有重要的实践意义。

【技术实现步骤摘要】
恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索
本专利技术涉及NPR锚杆/索
，具体涉及一种恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索。
技术介绍
为了满足深部、露天矿高大边坡的高效及安全开采的需要，特别是为了满足高应力岩爆、冲击地压、滑坡以及软岩大变形等灾害的控制与预测的需求，现有技术开发了一种具有高吸能、高恒阻、负泊松比的NPR锚索/杆。NPR锚索/杆是NPR系列产品的统称，常见的NPR锚索/杆包括NPR锚索和NPR锚杆，以NPR锚杆为例进行说明：如图1和图3所示，NPR锚杆包括恒阻套管2、锥体7、杆体、托盘和紧固螺母，恒阻套管2为中空筒形结构，锥体7为圆台形并安装在恒阻套管2内的空腔中，锥体7的小端的径向尺寸略小于恒阻套管2的内径，锥体7的大端的径向尺寸略大于恒阻套管2的内径。杆体的一端与锥体7固定，另一端伸出恒阻套管2并形成锚定端。恒阻套管2远离锚定端的一端设置有托盘和紧固螺母，恒阻套管2设置有托盘和紧固螺母的一端形成自由端。NPR锚索和NPR锚杆的结构的区别在于：NPR锚杆中，与锥体7固定连接并形成锚定端的是杆体(钢筋)。NPR锚索中，与锥体7固定连接并形成锚定端的是索体(钢绞线)。如图1和图2所示，当轴向外载荷(拉力)作用在恒阻套管2的自由端，且拉力未超过NPR锚杆的恒阻力P0(P0等于锥体7在套管内滑动的极限静摩擦力)时，锥体7未发生滑移，此时锥体7的支护工作效果如图1和图2所示。当拉力超过NPR锚杆的恒阻力(也称恒阻值)P0时，恒阻套管2将产生与锚固段相反方向的位移，此位移即是NPR锚杆的变形。其中，P0等于锥体7在套管内滑动的极限静摩擦力，P0设计为对应的杆体材料屈服强度的80％～90％，或者对应的钢绞线破断力值的80％～90％，确保恒阻体在恒阻套管内滑移时，杆体不发生明显塑性变形或钢绞线不破断，从而保证NPR锚索/杆的可靠工作。恒阻套管2的运动相当于锥体7相对于套管内壁的滑移，当锥体7在恒阻套管2内滑移时，恒阻套管2会产生径向膨胀变形，从而产生NPR(负泊松比)结构效应。锥体7在恒阻套管2内滑移过程中，为了防止锥体7由于强度较低而发生摩擦破坏、导致降阻现象的产生、严重影响NPR锚杆/索的恒阻性能，通常使恒阻套管2的弹模远低于锥体7的弹模。但是，如图3和图4所示，在实际工程的使用中发现，由于锥体7的强度较大，反而会在滑移阶段摩擦切削恒阻套管2内壁并产生铁屑6，铁屑6堆积在锥体7运动方向的前方，阻碍锥体7运动，造成恒阻力增大的现象发生，当恒阻力增大至大于或等于对应的杆体材料屈服强度或钢绞线破断力值时，对应的杆体可能发生明显塑性变形或对应钢绞线破断，进而使得NPR锚杆/索本身失效破坏。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索，以解决目前NPR锚杆/索中，恒阻值增大，导致NPR锚杆/索本身失效破坏的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：恒阻体与恒阻套管组件，包括：恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端；恒阻套管，所述恒阻体设置在所述恒阻套管内；所述恒阻体的大径端的径向尺寸大于恒阻套管的内径，所述恒阻体的小径端的径向尺寸小于恒阻套管的内径；所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽。进一步的，所述凹槽沿恒阻体的轴向延伸并贯通恒阻体。进一步的，沿大径端到小径端的方向，所述凹槽的深度逐渐降低。进一步的，所述凹槽具有至少两个，各所述凹槽沿恒阻体的周向均匀分布；优选的，所述凹槽的数量为三个。NPR锚杆/索，包括：恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端，所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽，所述大径端的端面上设有安装孔，所述安装孔贯穿所述恒阻体；恒阻套管，所述恒阻体设置在所述恒阻套管内；所述恒阻体的大径端的径向尺寸大于恒阻套管的内径，所述恒阻体的小径端的径向尺寸小于恒阻套管的内径；杆体或索体，杆体或索体穿过所述安装孔，所述杆体或索体通过夹片固定在恒阻体上。进一步的，所述凹槽沿恒阻体的轴向延伸并贯通恒阻体。进一步的，沿小大径端到大小径端的方向，所述凹槽的深度逐渐增大降低。进一步的，所述凹槽具有至少两个，各所述凹槽沿恒阻体的周向排布。进一步的，所述凹槽的数量为三个；所述安装孔的数量为六个，各安装孔沿恒阻体的周向均匀分布。进一步的，所述安装孔具有过恒阻体轴线的过轴直径，所述过轴直径的延长线穿过所述凹槽。与最接近的现有技术相比，本专利技术的恒阻体与恒阻套管组件及NPR锚杆/索的技术方案具有如下优异效果：1)通过开凹槽，在不会影响恒阻值的前提下，减小了部分由于摩擦切削而产生的铁屑。2)没有改变原有的恒阻体强度，不会发生由于恒阻体的强度改变而引发的结构失效，而且此凹槽不会对恒阻体的工作效果造成不利的影响。3)在滑移阶段，原产生堆积于恒阻体前端的铁屑，会通过所述的凹槽，在恒阻体向前滑移的过程中，逐渐排出，不再会堆积于恒阻体前端，阻碍恒阻体滑移运动，保证了NPR锚杆/索工作过程中恒阻值的恒定，对工程岩体的变形控制有重要的实践意义。4)确保恒阻体工作状态中恒阻值的稳定，保证支护体系安全。附图说明图1为现有技术中NPR锚杆/索在恒阻套管与恒阻体未发生相对滑移时的部分结构示意图；图2为现有技术中NPR锚杆/索在恒阻套管与恒阻体未发生相对滑移时的恒阻值随时间变化的折线图；图3为现有技术中NPR锚杆/索在恒阻套管与恒阻体发生相对滑移后的部分结构示意图；图4为现有技术中NPR锚杆/索使用时恒阻值随时间变化的折线图；图5为本专利技术的NPR锚杆/索的三维视角的透视图；图6为图5中恒阻体的右视图；图7为图6中A-A的剖视图；图8为本专利技术的NPR锚杆/索在恒阻套管与恒阻体发生相对滑移时的部分结构示意图；图9为本专利技术的NPR锚杆/索的恒阻值随时间变化的折线图。图中：1、预应力锚索；2、恒阻套管；3、恒阻体；31、凹槽；32、安装孔；321、圆台部；4、托盘；5、紧固螺母；6、铁屑；7、锥体。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.恒阻体与恒阻套管组件，其特征在于：包括：/n恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端；/n恒阻套管，所述恒阻体设置在所述恒阻套管内；/n所述恒阻体的大径端的径向尺寸大于恒阻套管的内径，所述恒阻体的小径端的径向尺寸小于恒阻套管的内径；/n所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.恒阻体与恒阻套管组件，其特征在于：包括：
恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端；
恒阻套管，所述恒阻体设置在所述恒阻套管内；
所述恒阻体的大径端的径向尺寸大于恒阻套管的内径，所述恒阻体的小径端的径向尺寸小于恒阻套管的内径；
所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽。


2.如权利要求1所述的恒阻体与恒阻套管组件，其特征在于：所述凹槽沿恒阻体的轴向延伸并贯通恒阻体。


3.如权利要求2所述的恒阻体与恒阻套管组件，其特征在于：沿大径端到小径端的方向，所述凹槽的深度逐渐降低。


4.如权利要求1所述的恒阻体与恒阻套管组件，其特征在于：
所述凹槽具有至少两个，各所述凹槽沿恒阻体的周向均匀分布；
优选的，所述凹槽的数量为三个。


5.NPR锚杆/索，其特征在于：包括：
恒阻体，所述恒阻体为圆台形，所述恒阻体具有大径端和小径端，所述恒阻体的大径端的端面边缘设有凹槽，所述大径端的端面上设有安装孔，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶志刚，徐浩田，郭爱鹏，罗森林，何满潮，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11