一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法

技术特征：
1.一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，包括：套管（2），所述套管（2）的外表面沿自身轴向设有多级环形齿状结构（201）；限位器（3），所述限位器（3）套装于所述套管（2）外，且沿径向设有让压调节单元；其中，所述让压调节单元与多级所述环形齿状结构（201）中的部分咬合，且能够沿径向伸缩以在多级所述环形齿状结构（201）中移动；钢绞线（1），所述钢绞线（1）沿轴向穿过所述套管（2）。2.根据权利要求1所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述限位器（3）为多瓣式分体结构组成的锥形柱体（301），且多瓣式所述锥形柱体（301）的中部设有套孔以套装在所述套管（2）上，所述限位器（3）上沿径向设有多个安装孔（302）；所述让压调节单元包括：刚性球体（5）、高阻力弹簧（6）和调节螺母（7）；所述让压调节单元安装于所述安装孔（302）中；所述高阻力弹簧（6）位于所述刚性球体（5）和所述调节螺母（7）之间，使所述刚性球体（5）在所述安装孔（302）内进行伸缩；所述调节螺母（7）挤压所述高阻力弹簧（6）以改变所述刚性球体（5）对所述环形齿状结构（201）的工作阻力。3.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述安装孔（302）的孔壁上设有内螺纹，所述调节螺母（7）的外侧壁设有外螺纹；所述内螺纹与所述外螺纹相互配合，以旋转所述调节螺母（7）使其沿所述内螺纹在所述安装孔（302）内移动。4.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述安装孔（302）上靠近所述套管（2）的一端孔径逐渐缩小，以限制所述刚性球体（5）脱离所述安装孔（302），使所述刚性球体（5）的部分外露，凸出于所述安装孔（302），所述刚性球体（5）凸出于所述安装孔（302）的部分咬合在多级所述环形齿状结构（201）的间隔中。5.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，多个所述安装孔（302）为一组，所述安装孔（302）设有多组，多组所述安装孔（302）沿所述限位器（3）的轴向等间距排列。6.根据权利要求1所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，还包括：定位托盘（4），所述定位托盘（4）中部设有用以套装在所述套管（2）上的通孔，所述定位托盘（4）上对应所述通孔设有锥形槽（403）用以安装所述限位器（3），且所述锥形槽（403）与所述通孔相连通。7.根据权利要求6所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述定位托盘（4）包括定位板（401）和定位台（402）；所述定位板（401）和定位台（402）一体制造成型，所述定位台（402）居中安装在所述定位板（401）上，所述通孔设在所述定位板（401）中部，所述锥形槽（403）设在所述定位台（402）中部，所述限位器（3）安装在所述锥形槽（403）中且所述限位器（3）上外径较小的一端顶触在所述定位板（401）上。8.根据权利要求4所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述环形齿状结构（201）沿所述套管（2）的轴向多级均匀分布，相邻两个所述环形齿状结构（201）之间形成倒梯形凹槽，所述倒梯形凹槽与所述刚性球体（5）凸出于所述安装孔（302）的部分相契合。
9.根据权利要求1所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述套管（2）的尾端设有镦粗结构（202），所述镦粗结构（202）外侧面的前端设有弧形过渡面。10.一种如权利要求1-9任一项所述的弹锁式恒阻吸能锚索的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：s1,加工锚索，将钢绞线（1）穿入套管（2）中，滚压套管（2）将其与钢绞线（1）连为一体，并通过滚压套管（2）在其表面沿轴向形成多级的环形齿状结构（201）；s2,加工锚索孔，从围岩（8）表面钻入一个与钢绞线（1）长度及直径匹配的锚索孔；s3,加工套管（2）孔，在锚索孔外端扩孔至与套管（2）长度及直径匹配，为套管（2）预留让压行程空间；s4,安装锚索，将定位托盘（4）通孔与锚索孔中心对齐，在锚索孔中置入树脂锚固剂，向锚索孔中插入钢绞线（1）并旋转搅拌，使钢绞线（1）与锚索孔围岩充分固结形成锚固力；s5,设置吸能防冲结构，在限位器（3）上安装让压调节单元，设置让压调节单元工作阻力，在套管（2）上安装限位器（3），并使让压调节单元与多级环形齿状结构（201）中的部分咬合，当锚索受力过载时，通过让压调节单元沿径向的伸缩以在多级环形齿状结构（201）中移动，逐级消耗锚索受力过载的能量；s6,完成锚索安装，对锚索进行拉拔施加预应力，使限位器（3）与套管（2）上环形齿状结构（201）咬合的同时充分安装到定位台（402）上，以完成锚索的安装，其中，预应力不大于让压调节单元所设置的工作阻力。

技术总结
本发明涉及衬砌隧道围岩的锚固支护技术领域，具体涉及一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法，包括套管、限位器和钢绞线，套管的外表面沿自身轴向设有多级环形齿状结构，限位器套装于套管外，且沿径向设有让压调节单元；其中，让压调节单元与多级环形齿状结构中的部分咬合，且能够沿径向伸缩以在多级环形齿状结构中移动，钢绞线沿轴向穿过套管。本发明能够明显体现锚索的工作状态，当围岩变形，钢绞线受力超出限位器设定值时，会变换限位器与环形齿状结构的咬合位置，此时，通过套管上外露的环形齿状结构数量能够反映锚索的工作状态，从而通过该工作状态能够对应反映围岩变形程度，并对支护场所适时进行加强支护。支护场所适时进行加强支护。支护场所适时进行加强支护。


技术研发人员：赵希栋 刘洪涛 郝成 杨永松 江文渊 刘保康 霍天宏 陈子晗
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/8/22