該實用新型屬于巷道和隧道等地下工程支護設施，具體涉及一種自伸縮大變形錨桿。

背景技術：

當前，隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略和國家能源安全戰(zhàn)略等一系列重大戰(zhàn)略的推進，許多重大項目工程問題的安全解決顯得尤為重要。如在交通領域，特大型的公路隧道、鐵路隧道以及城市地下空間等工程越來越多。另外在能源領域安全領域，如地下深部能源和礦場資源的安全開采等。因此，在這些項目建設的過程中會遇到各種復雜的工程問題。

在這些深埋隧道、深部能源開采等地下工程建設過程中，圍巖的地質條件非常復雜，圍巖常表現(xiàn)出大變形的特點。如深埋隧道，深部能源開采通常具有高應力，施工過程中易出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象，從而導致巖爆大變形，在一些圍巖等級比較高的情況，圍巖往往發(fā)生軟巖大變形，在地震的沖擊作用下，圍巖也會出現(xiàn)大變形特點。產(chǎn)生大變形的因素不止于此，而工程中錨桿作為圍巖支護結構應用的數(shù)量最多也最廣泛。但常規(guī)的錨桿伸縮率低，難以滿足圍巖大變形的特點，因此在圍巖發(fā)生大變形的情況下，由于錨桿和圍巖變形相對位移較大，錨桿就不能起到加固和支護圍巖的作用，從而發(fā)生圍巖失穩(wěn)等工程問題，造成突發(fā)性事故。

技術實現(xiàn)要素：

針對以上傳統(tǒng)錨桿的問題，本實用新型提供一種自伸縮大變形錨桿，它能夠在圍巖發(fā)生大變形的情況下協(xié)調圍巖變形，從而保證圍巖穩(wěn)定，提供安全的支護作用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下的技術方案：

一種自伸縮大變形錨桿，包括有錨桿，其特征是：所述錨桿前部設有螺母和鋼板托盤，且螺母靠近錨桿前部的端頭；

所述錨桿后部設置在套筒內，且錨桿后部的端頭剛接活塞，所述錨桿后部與套筒前壁間隙配合，所述活塞與套筒內壁可滑動配合；

所述套筒前端與活塞之間固定有彈簧，且彈簧套設在錨桿后部。

作為優(yōu)化，所述套筒為圓錐形套筒。

所述套筒的外徑從套筒前端至后端逐漸增大，套筒內部中空，且內徑恒定不變。

所述套筒外部具有用于與巖體接觸的螺紋。

作為優(yōu)化，所述套筒前壁具有通孔，該通孔的直徑大于錨桿的直徑，所述錨桿后部通過所述通孔進入套筒內。

作為優(yōu)化，所述彈簧為高強度彈簧。

作為優(yōu)化，所述錨桿與活塞為一體結構。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果：

1、本實用新型提供的自伸縮大變形錨桿利用上述套筒作為錨桿支護系統(tǒng)的錨固端，并且它的外部設有螺紋增大與圍巖的摩擦力，具有更好的錨固效果；利用彈簧的可伸縮性，能更好的適應圍巖大變形特點，并協(xié)調圍巖變形減少突發(fā)災害事故。如圍巖在受到外荷載條件下，發(fā)生劇烈震動或變形，彈簧會起到有效的緩沖作用。

2、在隧道或巷道等地下工程中，圍巖由于受到外荷載或其他因素而產(chǎn)生大變形時，此錨桿具有適應圍巖大變形的特點，并協(xié)調圍巖變形，從而對突發(fā)性問題起有效的緩沖作用。

3、本實用新型提供的自伸縮大變形錨桿具有結構簡單，施工方便等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型自伸縮大變形錨桿的結構示意圖。

圖中：1-錨桿；2-螺母；3-鋼板托盤；4-彈簧；5-活塞；6-套筒。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“前”、“后”、“內”和“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

如圖1所示，一種自伸縮大變形錨桿，包括有錨桿1，所述錨桿1前部設有螺母2和 鋼板托盤3，且螺母2靠近錨桿1前部的端頭；實施時，螺母2用于緊壓鋼板托盤3將其貼于圍巖壁。

所述錨桿1后部設置在套筒6內，且錨桿1后部的端頭剛接活塞5，實施時，錨桿1與活塞5可以為一體結構。具體的，錨桿1與活塞5可以是一根不同半徑的整體桿體。

所述錨桿1后部與套筒6前壁間隙配合，所述活塞5與套筒6內壁可滑動配合。

所述套筒6最好為圓錐形套筒。其外徑從套筒6前端至后端逐漸增大，套筒6內部中空，且內徑恒定不變。具體實施時，套筒6內部中空，半徑恒定不變，且略大于活塞5的半徑，實現(xiàn)活塞5與套筒6內壁的可滑動配合。

為了增大套筒與圍巖的摩擦力，套筒6外部具有螺紋。套筒6前壁具有通孔，該通孔的直徑大于錨桿1的直徑，所述錨桿1后部通過所述通孔進入套筒6內，實現(xiàn)錨桿1與套筒6前壁的間隙配合。

所述套筒6前端與活塞5之間固定有彈簧4，且彈簧4套設在錨桿1后部。所述彈簧4為高強度彈簧。

在實際安裝過程中首先需要對套筒6進行灌漿錨固，從而依靠套筒6外部螺紋與灌漿體之間的粘聚力和摩擦力，當圍巖大變形時，套筒6將錨桿1傳遞的力傳遞給圍巖，達到穩(wěn)定圍巖的作用。

安裝完上述套筒6之后，調節(jié)螺母2使彈簧4處于壓縮狀態(tài)。調節(jié)螺母2錨桿1和活塞5將共同發(fā)生位移，從而活塞5和已固定的套筒6前壁將壓縮彈簧4，此時彈簧4的壓縮量等于錨桿1和活塞5發(fā)生的位移。因此，彈簧4壓縮的過程實為給圍巖施加預壓應力的過程，預壓應力的大小可以根據(jù)彈簧拉壓的計算公式F＝KS,其中K為彈簧的剛度，S為彈簧的變化量，F(xiàn)為彈簧變化量產(chǎn)生的力的大小。

當圍巖發(fā)生較大的變形時，導致錨桿1和活塞5產(chǎn)生位移同時壓縮彈簧4，因此彈簧4的壓縮量越大，就會產(chǎn)生更大的壓力作用。彈簧4壓縮產(chǎn)生壓力F，根據(jù)牛頓第三定律作用力與反作用力原理，活塞5和錨桿1也會受到大小相等但方向相反的力F，此時錨桿1和活塞5就會受到相同大小的拉力。因此，彈簧4壓縮量越大，對錨桿1及巖體的拉力越大，從而保證在圍巖大變形時，錨桿適應其圍巖協(xié)調變形。

由上述說明可知，在圍巖變形過程中，導致彈簧4壓縮從而對圍巖產(chǎn)生拉力，同時彈簧4有恢復原長的趨勢，即彈簧壓縮后伸回至原長，所以本實用新型錨桿也適應于變形恢復的圍巖。

本實用新型錨桿1充分利用套筒6的錨固作用，在保證錨桿1強度不削弱的情況下，有效利用彈簧4的伸縮性以適應圍巖大變形，對突發(fā)性災害起到安全有效的緩沖作用。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。