一种蠕爬型韧性锚索、抗震锚固结构及坡面抗震加固方法

1.本发明涉及锚索抗震设计与锚索韧性提升技术领域，具体涉及一种蠕爬型韧性锚索、抗震锚固结构及坡面抗震加固方法。


背景技术：

2.随着近些年我国交通建设事业的快速发展和路堑高边坡的大量涌现，人工高路堑边坡加固工艺已不断完善起来，预应力锚索框架梁防护形式，作为一种合理有效的边坡加固措施，由于其结构比较简单，提供的支护力大，便于施工，与生态环境景观协调性好，所以近几年更是广泛地用于工程实际中，在边坡防治工程中，预应力锚索框架梁已成为常用的治理措施。
3.预应力锚索框架梁加固滑坡体，作为一种主动加固方法，是通过充分调动岩体的自身强度，将滑坡体形成的滑坡推力通过预应力锚索框架梁结构体传到滑床内稳定岩层中，从而改变滑坡体内的应力状态，达到边坡稳定的目的。预应力锚索框架梁结构体主要由预应力锚索和框架梁两部分组成，通过钻孔机在滑坡体上钻孔将预应力锚索预埋入孔中，同时在钻出的孔中浇筑混凝土并对预应力锚索进行张拉使其成为预应力锚索。根据受力情况将预应力锚索在孔中分为两段，即锚固段和自由段，其中锚固段提供的巨大锚固力(即锚固段的极限抗拔力)。预应力锚索构建完成后，在滑坡体表面建造框架梁将预应力锚索提供的预应力锚索张拉力分散到滑坡体岩(土)体中，以抵抗滑坡体滑坡推力，从而改变滑坡体的应力分布。
4.预应力锚索框架梁能调动坡体自稳能力，改变坡体的应力状况，且安全稳定、美观轻巧，综合造价及社会经济效益明显，明显优于传统的支护结构，在边坡治理中有广泛的应用前途，如构造发育的岩质路堑边坡、顺层及滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡地段等。
5.但由于预应力锚索框架梁锚固结构本身刚性的特点，其允许发生的变形位移较小，在一定强度的地震或其他等同强度震动力作用下，锚固岩体变形较大，常规预应力锚索难以继续限制其变形，此时预应力锚索极易因预应力锚索变形能力不足或瞬时冲击荷载作用下过载而被拉断，一旦失效便是永久失效，引起预应力锚索框架梁受力结构受损，从而引发滑坡体失稳破坏。
6.针对这一问题，研发一种具备韧性功能的新型抗震预应力锚索结构以及抗震方法是十分有必要的，将满足该国家的重大需求，预应力锚索增韧技术也是该领域当前发展的前沿，其具有重大的意义和实际效益。


技术实现要素：

7.本发明目的在于提供一种蠕爬型韧性锚索、抗震锚固结构及坡面抗震加固方法，以解决现有预应力锚索框架梁结构中的预应力锚索韧性不足的技术问题。
8.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
9.一种蠕爬型韧性锚索，包括预应力锚索1，所述预应力锚索1用于朝向锚孔方向延
伸安装的末端固定安装有导向帽12；所述预应力锚索1上靠近导向帽12的位置处安装有蠕爬结构；所述蠕爬结构包括固定套接在预应力锚索1上的固定套筒9，固定套筒9的外周侧固定连接有能够弹性收缩或弹性扩张的韧性钢骨片8，所述韧性钢骨片8背向导向帽12的一侧通过支拉杆10与活动套环11进行活动连接，且所述活动套环11可滑动的套设在预应力锚索1上，使得所述活动套环11在预应力锚索1上往复滑动时能够带动所述支拉杆10拉动韧性钢骨片8弹性收缩或弹性扩张。
10.本发明的工作原理为：蠕爬型韧性锚索结构处于安装完成后的初始状态时，活动套环11会滑向固定套筒9使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径外扩张，直至扩张到与锚孔结构的孔壁卡住，使韧性钢骨片8处于微压状态，让韧性钢骨片8具备预应力；在进行抗震响应时蠕爬结构的韧性钢骨片将发生压缩-回弹的循环变形，积聚的能量会摩擦带动预应力锚索1向导向帽12端蠕动，从而达到维持锚固力不丧失的预期效果。
11.优选的，所述预应力锚索1上安装的蠕爬结构为多个，各个蠕爬结构之间为等距布设，且各个固定套筒9均朝向导向帽12方向。
12.这样，能够保证蠕爬结构在抗震响应时作用力均匀且同向，可使得预应力锚索1上多个蠕爬结构的蠕爬支撑力分布较均匀，更有助于保证蠕爬效果。
13.优选的，所述韧性钢骨片8完全弹性扩张时，其扩张直径大于其所在锚孔的内孔径。
14.这样，能够使韧性钢骨片8在完全弹性扩张时，其边缘能够与孔壁卡接，从而在摩擦力的带动下使蠕爬结构向前蠕动。
15.本发明所述的韧性钢骨片8完全弹性扩张状态是指韧性钢骨片8的压缩弹性形变最大时的状态；本发明所述的扩张直径是指韧性钢骨片8在完全弹性扩张时韧性钢骨片8的边缘形成的圆周直径。
16.优选的，所述导向帽12帽身结构为柱状结构，且导向帽12远离蠕爬结构的一端形状为锥形或球形；导向帽12材质为刚性材料。
17.这样，能够更好的辅助蠕爬结构在抗震响应时具有良好的工作状态，有利于抗震效果的提高。
18.本发明还公开了一种抗震锚固结构，包括锚头结构，以及一端固定于锚头结构、另一端延伸至锚孔内的预应力锚索1，且预应力锚索1朝向锚孔方向延伸安装的末端固定安装有导向帽12；所述预应力锚索1延伸至锚孔内的部分包括自由段和锚固段；所述预应力锚索1上的自由段位于锚固段与锚头结构之间，且预应力锚索1还具有从所述锚固段继续向锚孔内延伸的抗震延伸段，在预应力锚索1的抗震延伸段上安装有蠕爬结构；所述蠕爬结构包括固定套接在预应力锚索1上的固定套筒9，固定套筒9的外周侧固定连接有能够弹性收缩或弹性扩张的韧性钢骨片8，所述韧性钢骨片8背向导向帽12的一侧通过支拉杆10与活动套环11进行活动连接，且所述活动套环11可滑动的套设在预应力锚索1上，使得所述活动套环11在预应力锚索1上往复滑动时能够带动所述支拉杆10拉动韧性钢骨片8弹性收缩或弹性扩张；
19.所述韧性钢骨片8完全弹性扩张时，其扩张直径大于其所在锚孔的内孔径。
20.优选的，所述锚孔结构包括柱状孔，以及在柱状孔内用于锚固预应力锚索1的锚固砂浆7；预应力锚索1从自由段中穿出的自由端被锚固于锚头结构中。
21.这样，预应力锚索1能够被锚固砂浆7锚固，其预应力被锚头结构锁紧，进而为抗震锚固结构提供强大的锚固能力。
22.优选的，所述锚头结构沿锚孔结构孔深末端向锚头结构方向依次固定连接有锚工作平台5和钢垫板4，所述预应力锚索1自由端依次从钢垫板4和锚工作平台5中心穿出，并被锚具锁定；钢垫板4、锚具以及从锚具中穿出的预应力锚索1自由端被混凝土封头2密封。
23.这样，预应力锚索1对抗震锚固结构的锚固力被锚工作平台5分散至整个作用面上，从而实现对整个作用面的锚固作用。
24.优选的，所述安装有蠕爬结构的预应力锚索1的性能衰减程度用固定套筒9沿预应力锚索1方向位移变化值δx和活动套环11与固定套筒9之间间距的变化值δm进行表征，其计算公式为：
25.δxn＝x
n 1-xn；
26.δmn＝mn'-mn；
27.式中，n为压缩-回弹循环次数，且n∈{1,2,...,n}，xn为第n次压缩-回弹循环完成时固定套筒在预应力锚索横轴上的位置标记，x
n 1
为第n 1次压缩-回弹循环完成时固定套筒在预应力锚索横轴上的位置标记；mn为第n次压缩-回弹循环开始时活动套环与固定套筒之间的间距，mn'为第n次压缩-回弹循环完成时活动套环与固定套筒之间的间距；
28.根据所述δxn和δmn的计算公式多次计算得到{δm1,δm2,
…
,δmn}和{δx1,δx2,
…
,δxn}的特征值集合，并分别绘制抗震响应次数-特征变化值的变化曲线，根据变化曲线的变化规律判断蠕爬结构在抗震响应过程中的性能衰减程度。
29.优选的，所述安装有蠕爬结构的预应力锚索1的性能衰减程度用相邻两次压缩-回弹循环过程中两支拉杆10与韧性钢骨片8连接点之间直线距离变化值δl以及相邻两次压缩-回弹循环过程中两支拉杆10之间的张开角变化值δα进行补充表征，其计算公式为：
30.δln＝l
n-ln'；
31.δαn＝αn'-αn；
32.式中，n为压缩-回弹循环次数，且n∈{1,2,...,n}，ln为第n次压缩-回弹循环开始时两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间的直线距离，ln'为第n次压缩-回弹循环完成时两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间的直线距离；αn为第n次压缩-回弹循环开始时两支拉杆之间的张开角值，αn'为第n次压缩-回弹循环完成时两支拉杆之间的张开角值。
33.根据所述δln和δαn的计算公式多次计算得到{δl1,δl2,
…
,δln}和{δα1,δα2,
…
,δαn}的特征值集合，并分别绘制抗震响应次数-特征变化值的变化曲线，根据变化曲线的变化规律进一步判断和验证蠕爬结构在抗震响应过程中的性能衰减程度。
34.本发明还公开了一种坡面抗震加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
35.s1、钻孔；
36.在坡面上进行锚孔位置测放后根据预设孔深摆放钻杆，然后安装钻孔设备并进行钻孔，钻孔完成后对锚孔进行清理和质量检验；
37.s2、蠕爬型韧性锚索的制作及钻孔内安装；
38.其中，首先制作好如上所述的蠕爬型韧性锚索结构；然后将制作好的蠕爬型韧性锚索放入钻孔内；最后对蠕爬型韧性锚索进行预拉，此时，蠕爬结构上的活动套环11会滑向固定套筒9使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径外扩张，直至扩张到
与锚孔结构的孔壁卡住，使韧性钢骨片8处于微压状态并具备预应力；
39.s3、锚孔注浆；
40.向钻孔内均匀灌注锚固砂浆7，将预应力锚索1进行锚固形成锚固段，预应力锚索1的自由端从锚固砂浆7中穿出并朝向钻孔开口方向伸出坡面外形成自由段；
41.s4、制作锚工作平台5；
42.按照预设锚工作平台5的位置、间距以及尺寸在坡面上进行测放并开挖锚工作平台5沟槽，采用钢筋混凝土进行浇筑；其中，预应力锚索1的自由端从锚工作平台5表面穿出；
43.s5、锚索张拉、锁定以及封锚；
44.在锚孔注浆和锚工作平台5砼强度达到预设强度时对预应力锚索1进行张拉，预应力锚索1被张拉至具有预设的预应力后，用锚具将预应力锚索1的自由端进行锁定，并用混凝土对预应力锚索1的自由端以及锚具在锚工作平台5表面进行封锚，形成锚头结构；由此施工形成如上所述的抗震锚固结构。
45.本发明具有以下有益效果：
46.1、本发明提供的韧性锚索结构能维持预应力锚索原有预应力、不丧失锚固力，具有一定的韧性功能，能抵抗一定程度的动力破坏作用、发生形变后能耗能自行恢复而不失效，从而达到维持锚固力不丧失的预期效果；
47.2、本发明公开的抗震锚固结构利用韧性锚索结构的韧性和发生形变后自行恢复的能力，使锚固结构具备了抗震能力，能够在一定强度的地震动作用下正常工作而不易损坏，提高了锚固结构的韧性和强度，延长了锚固结构的使用寿命；
48.3、本发明公开的韧性锚索结构构造简单，抗震锚固结构施工便捷，不易损坏，适宜性较强，适用性广泛。
附图说明
49.为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
50.图1为本发明的蠕爬型韧性锚索结构示意图；
51.图2为本发明的蠕爬结构大样图；
52.图3为本发明的抗震锚固结构示意图；
53.图4为本发明的蠕爬型韧性锚索抗震响应过程示意图；
54.图5为本发明的蠕爬型韧性锚索抗震响应阶段变形特征示意图；
55.附图标记说明：1、预应力锚索；2、混凝土封头；3、锁力锚具；4、钢垫板；5、锚工作平台；6、锚孔结构孔壁；7、锚固砂浆；8、韧性钢骨片；9、固定套筒；10、支拉杆；11、活动套环；12、导向帽。
具体实施方式
56.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实
施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.本发明解决了现有预应力锚索框架梁结构中的预应力锚索韧性不足的技术问题。
59.如图1和图2所示，基于以上要解决的技术问题，本发明公开了一种蠕爬型韧性锚索，包括预应力锚索1，所述预应力锚索1用于朝向锚孔方向延伸安装的末端固定安装有导向帽12；所述预应力锚索1上靠近导向帽12的位置处安装有蠕爬结构；所述蠕爬结构包括固定套接在预应力锚索1上的固定套筒9，固定套筒9的外周侧固定连接有能够弹性收缩或弹性扩张的韧性钢骨片8，所述韧性钢骨片8背向导向帽12的一侧通过支拉杆10与活动套环11进行活动连接，且所述活动套环11可滑动的套设在预应力锚索1上，使得所述活动套环11在预应力锚索1上往复滑动时能够带动所述支拉杆10拉动韧性钢骨片8弹性收缩或弹性扩张。
60.本发明的工作原理为：蠕爬型韧性锚索结构处于安装完成后的初始状态时，活动套环11会滑向固定套筒9使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径外扩张，直至扩张到与锚孔结构的孔壁卡住，使韧性钢骨片8处于微压状态，让韧性钢骨片8具备预应力；在进行抗震响应时蠕爬结构的韧性钢骨片将发生压缩-回弹的循环变形，积聚的能量会摩擦带动预应力锚索1向导向帽12端蠕动，从而达到维持锚固力不丧失的预期效果。
61.作为优选，预应力锚索1上最好安装多个蠕爬结构，各个蠕爬结构之间为等距布设，且各个固定套筒9均朝向导向帽12方向。这样，能够保证蠕爬结构在抗震响应时作用力均匀且同向，可使得预应力锚索1上多个蠕爬结构的蠕爬支撑力分布较均匀，更有助于保证蠕爬效果。
62.作为优选，所述韧性钢骨片8完全弹性扩张时，其扩张直径大于其所在锚孔的内孔径。能够使韧性钢骨片8在完全弹性扩张时，其边缘能够与孔壁卡接，从而在摩擦力的带动下使蠕爬结构向前蠕动。
63.本发明所述的韧性钢骨片8完全弹性扩张状态是指韧性钢骨片8的压缩弹性形变最大时的状态；本发明所述的扩张直径是指韧性钢骨片8在完全弹性扩张时韧性钢骨片8的
边缘形成的圆周直径。
64.作为优选，所述导向帽12帽身结构为柱状结构，能够对预应力锚索1进行前进导引，且导向帽12远离蠕爬结构的一端形状为锥形或球形；导向帽12材质为刚性材料。能够更好的辅助蠕爬结构在抗震响应时具有良好的工作状态，有利于抗震效果的提高。
65.作为优选，本实施例中导向帽12帽身结构为圆柱状结构，且导向帽12远离蠕爬结构的一端形状为锥形，导向帽12材质为钢制材料。
66.如图3所示，本发明还公开了一种抗震锚固结构，包括锚头结构，以及一端固定于锚头结构、另一端延伸至锚孔内的预应力锚索1，且预应力锚索1朝向锚孔方向延伸安装的末端固定安装有导向帽12；所述预应力锚索1延伸至锚孔内的部分包括自由段和锚固段；所述预应力锚索1上的自由段位于锚固段与锚头结构之间，且预应力锚索1还具有从所述锚固段继续向锚孔内延伸的抗震延伸段，在预应力锚索1的抗震延伸段上安装有蠕爬结构；所述蠕爬结构包括固定套接在预应力锚索1上的固定套筒9，固定套筒9的外周侧固定连接有能够弹性收缩或弹性扩张的韧性钢骨片8，所述韧性钢骨片8背向导向帽12的一侧通过支拉杆10与活动套环11进行活动连接，且所述活动套环11可滑动的套设在预应力锚索1上，使得所述活动套环11在预应力锚索1上往复滑动时能够带动所述支拉杆10拉动韧性钢骨片8弹性收缩或弹性扩张；
67.所述韧性钢骨片8完全弹性扩张时，其扩张直径大于其所在锚孔的内孔径。
68.作为优选，所述锚孔结构包括柱状孔，以及在柱状孔内用于锚固预应力锚索1的锚固砂浆7；预应力锚索1从自由段中穿出的自由端被锚固于锚头结构中。蠕爬型韧性锚索能够被锚固砂浆7锚固，其预应力被锚头结构锁紧，进而为抗震锚固结构提供强大的锚固能力。
69.作为优选，所述锚固砂浆7采用增韧型砂浆，具有更好的黏结性能和抗剪性能，能有效抵抗预应力锚索1-砂浆界面与砂浆-周围岩土体界面的剪切滑移破坏。
70.作为优选，所述锚头结构沿锚孔结构孔深末端向锚头结构方向依次固定连接有锚工作平台5和钢垫板4，所述预应力锚索1自由端依次从钢垫板4和锚工作平台5中心穿出，并被锚具锁定；钢垫板4、锚具以及从锚具中穿出的预应力锚索1自由端被混凝土封头2密封。预应力锚索1对抗震锚固结构的锚固力被锚工作平台5分散至整个作用面上，从而实现对整个作用面的锚固作用。
71.作为优选，所述钢垫板4为反力钢垫板4，具有适度弹性及反弹力，是对现有技术中的普通钢垫板4的优化，当锚具在震动中被预应力锚索1带动而对反力钢垫板4产生拉压作用时，能够对锚具产生一定的反弹作用力，对锚具形成了一定程度的支撑作用，防止预应力锚索1的回缩，从而增强整个锚头结构的抗破坏能力，保证锚头结构的完整。
72.所述安装有蠕爬结构的预应力锚索1在多次抗震响应中会发生性能衰减的现象，需要对性能衰减的程度进行判断，具体判断原理为：
73.以预应力锚索1中心轴为标记横轴，以蠕爬方向为横轴正轴向，记录蠕爬结构固定套筒9在预应力锚索1上的初始位置x1，活动套环11与固定套筒9之间初始间距为m1，两支拉杆10与韧性钢骨片8连接点之间直线距离初始值为l1，两支拉杆10之间的张开角初始值为α1。
74.如图4和图5所示，在抗震响应过程中，蠕爬结构的韧性钢骨片将发生压缩-回弹的
循环变形，并向导向帽12方向蠕动，设单次循环变形后固定套筒9蠕动停留位置在横轴上标记为x2，活动套环11与固定套筒9之间的间距为m1'，两支拉杆10与韧性钢骨片8连接点之间直线距离为l1'，两支拉杆10之间的张开角为α1'。
75.在单次压缩-回弹循环过程中各特征值变化前后的关系为：
76.m1＜m1'，α1＜α1'，l1＞l1'；
77.由于韧性钢骨片积聚能量的释放，弯曲程度逐渐变小，移动式套环与固定套筒之间的距离逐渐增大，当下一次压缩-回弹循环开始时各部件回到初始状态继续进行压缩-回弹变形。
78.在回弹过程结束时相应特征值的变化情况为：
79.δm1＝m
1-m1'，δα1＝α
1-α1'，δl1＝l1'-l1；
80.固定套筒相对位移量为：
81.δx1＝x
2-x1；
82.第n次压缩-回弹循环变形时相应特征值变化量为：
83.δxn＝x
n 1-xn，δmn＝mn'-mn，δln＝l
n-ln'，δαn＝αn'-αn；
84.根据能量耗散原理知，必然有以下结果：
85.δxn＜δx1，δmn＜δm1，δln＜δl1，δαn＜δα1；
86.也即{δx1,δx2,
…
,δxn}，{δm1,δm2,
…
,δmn}，{δl1,δl2,
…
,δln}，{δα1,δα2,
…
,δαn}等特征值的集合均是逐渐减小的数组，根据其逐渐减小的变化规律能够推测判断蠕爬结构在抗震响应过程中的性能衰减程度。
87.具体的，判断所述安装有蠕爬结构的预应力锚索在多次抗震响应中性能衰减的程度采用如下方式：
88.主要用来表征预应力锚索性能衰减的程度的特征值有：固定套筒沿预应力锚索方向位移变化值δx和活动套环与固定套筒之间间距的变化值δm。由于两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间直线距离变化值δl和两支拉杆之间的张开角变化值δα这两个特征值与活动套环与固定套筒之间间距的变化值δm之间存在关联关系，因此δl和δα可以用来对安装有蠕爬结构的预应力锚索性能衰减的程度进行补充表征。
89.具体的，固定套筒沿预应力锚索方向位移变化值δx和活动套环与固定套筒之间间距的变化值δm的计算公式为：
90.δxn＝x
n 1-xn；
91.δmn＝mn'-mn；
92.式中，n为压缩-回弹循环次数，且n∈{1,2,...,n}，xn为第n次压缩-回弹循环完成时固定套筒在预应力锚索横轴上的位置标记，x
n 1
为第n 1次压缩-回弹循环完成时固定套筒在预应力锚索横轴上的位置标记；mn为第n次压缩-回弹循环开始时活动套环与固定套筒之间的间距，mn'为第n次压缩-回弹循环完成时活动套环与固定套筒之间的间距；
93.根据所述δxn和δmn的计算公式多次计算得到{δm1,δm2,
…
,δmn}和{δx1,δx2,
…
,δxn}的特征值集合，并分别绘制抗震响应次数-特征变化值的变化曲线，根据变化曲线的变化规律判断蠕爬结构在抗震响应过程中的性能衰减程度。
94.作为对安装有蠕爬结构的预应力锚索的性能衰减程度的补充表征，采用如下方式：
95.具体的，相邻两次压缩-回弹循环过程中两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间直线距离变化值δl以及相邻两次压缩-回弹循环过程中两支拉杆之间的张开角变化值δα的计算公式为：
96.δln＝l
n-ln'；
97.δαn＝αn'-αn；
98.式中，n为压缩-回弹循环次数，且n∈{1,2,...,n}，ln为第n次压缩-回弹循环开始时两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间的直线距离，ln'为第n次压缩-回弹循环完成时两支拉杆与韧性钢骨片连接点之间的直线距离；αn为第n次压缩-回弹循环开始时两支拉杆之间的张开角值，αn'为第n次压缩-回弹循环完成时两支拉杆之间的张开角值。
99.根据所述δln和δαn的计算公式多次计算得到{δl1,δl2,
…
,δln}和{δα1,δα2,
…
,δαn}的特征值集合，并分别绘制抗震响应次数-特征变化值的变化曲线，根据变化曲线的变化规律进一步判断和验证蠕爬结构在抗震响应过程中的性能衰减程度。
100.本发明还公开了一种坡面抗震加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
101.s1、钻孔；
102.在坡面上进行锚孔位置测放后根据预设孔深摆放钻杆，然后安装钻孔设备并进行钻孔，钻孔完成后对锚孔进行清理和质量检验；
103.s2、蠕爬型韧性锚索的制作及钻孔内安装；
104.其中，首先制作好本发明前述的蠕爬型韧性锚索结构；然后将制作好的蠕爬型韧性锚索放入钻孔内；最后对蠕爬型韧性锚索进行预拉，此时，蠕爬结构上的活动套环11会滑向固定套筒9使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径外扩张，直至扩张到与锚孔结构的孔壁卡住，使韧性钢骨片8处于微压状态并具备预应力；
105.s3、锚孔注浆；
106.向钻孔内均匀灌注锚固砂浆7，将预应力锚索1进行锚固形成锚固段，预应力锚索1的自由端从锚固砂浆7中穿出并朝向钻孔开口方向伸出坡面外形成自由段；
107.s4、制作锚工作平台5；
108.按照预设锚工作平台5的位置、间距以及尺寸在坡面上进行测放并开挖锚工作平台5沟槽，采用钢筋混凝土进行浇筑；其中，预应力锚索1的自由端从锚工作平台5表面穿出；
109.s5、锚索张拉、锁定以及封锚；
110.在锚孔注浆和锚工作平台5砼强度达到预设强度时对预应力锚索1进行张拉，预应力锚索1被张拉至具有预设的预应力后，用锚具将预应力锚索1的自由端进行锁定，并用混凝土对预应力锚索1的自由端以及锚具在锚工作平台5表面进行封锚，形成锚头结构；由此施工形成如上所述的抗震锚固结构。
111.如图4所示，以上坡面抗震加固方法的原理为，分为三个阶段：
112.第一阶段为安放阶段，将蠕爬结构的固定套筒9固定于预应力锚索1，滑动活动套环11使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径向收缩，类似于雨伞收缩过程，目的是为了韧性钢骨片8能顺畅穿过钻孔，而不卡于锚孔结构的孔壁，通过导向帽12将预应力锚索1导引到设计位置，蠕爬结构也伴随预应力锚索1安放完毕。
113.第二阶段为蠕爬结构预拉阶段，过程中活动套环11会滑向固定套筒9使其活动连接的支拉杆10将韧性钢骨片8沿预应力锚索1径外扩张，直至扩张到与锚孔结构的孔壁卡
住，整个过程类似于雨伞张开，目的在于使其处于微压状态，让韧性钢骨片8具备预应力，随后对设计锚固段灌注锚固砂浆7，待锚固砂浆7固化后便可进行锚头结构的安装和浇筑。
114.第三阶段为抗震响应阶段，抗震过程中蠕爬结构的韧性钢骨片将发生压缩-回弹的循环变形，积聚的能量会摩擦带动预应力锚索1向导向帽12端蠕动，从而达到维持锚固力不丧失的预期效果。
115.采用本发明所公开的一种蠕爬型韧性锚索、抗震锚固结构及坡面抗震加固方法的技术方案具有如下技术效果：本发明提供的韧性锚索结构能维持预应力锚索原有预应力、不丧失锚固力，具有一定的韧性功能，能抵抗一定程度的动力破坏作用、发生形变后能耗能自行恢复而不失效，从而达到维持锚固力不丧失的预期效果；本发明公开的抗震锚固结构利用韧性锚索结构的韧性和发生形变后自行恢复的能力，使锚固结构具备了抗震能力，能够在一定强度的地震动作用下正常工作而不易损坏，提高了锚固结构的韧性和强度，延长了锚固结构的使用寿命；本发明公开的韧性锚索结构构造简单，抗震锚固结构施工便捷，不易损坏，适宜性较强，适用性广泛。
116.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。