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专利号: 2021108703908
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,包括:

锚杆体(1),所述锚杆体(1)的底端用于插入土体(9);

地质聚合物柱芯(4),所述地质聚合物柱芯(4)设置于所述锚杆体(1)的底端,所述地质聚合物柱芯(4)以工业固体废弃物钢渣和矿粉为原材料,并在碱激发剂与外加剂共同作用下制备而成,所述钢渣为中高碱度转炉钢渣,所述矿粉为S95级粒化高炉矿粉,所述钢渣与2

所述矿粉的比表面积为450m /kg,所述碱激发剂采用由长石与纯碱按照质量比Na2O:SiO2=

1:1.2 1.5配置而成的玻璃体碱性激发剂,所述外加剂包括耐碱玻璃纤维、氧化石墨烯和硫~酸钠;其中,所述钢渣的质量分数为30% 60%,所述矿粉的质量分数为40% 70%,所述碱激发~ ~剂的质量分数为所述钢渣与所述矿粉质量之和的3% 7%,水胶比为0.25 0.45,所述耐碱玻~ ~璃纤维的质量分数为所述钢渣与所述矿粉质量之和的0.1% 0.3%,所述氧化石墨烯的质量~分数为所述钢渣与所述矿粉质量之和的0.01 0.03%,所述硫酸钠的质量分数为所述钢渣与~所述矿粉质量之和的1 1.5% ;

~

膨胀混凝土包裹层(5),所述膨胀混凝土包裹层(5)形成膨大端,紧贴包覆于所述地质聚合物柱芯(4)的外部;所述地质聚合物柱芯(4)与所述膨胀混凝土包裹层(5)的接触面上设置凸起、凹陷、蜂窝面、突刺或倒刺中的一种或多种组合;

固化粘结界面层(8),所述固化粘结界面层(8)与所述膨大端的外形适配,粘接固定于所述膨胀混凝土包裹层(5)的外表面与所述土体(9)之间;所述地质聚合物柱芯(4)、所述膨胀混凝土包裹层(5)及所述固化粘结界面层(8)形成锚杆系统的锚固扩大端;

锚具(2)及锚盘(7),所述锚盘(7)用于配置在所述锚杆体(1)的底端,所述锚具(2)用于张拉锁定所述锚杆体(1)的顶端。

2.根据权利要求1所述的三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,还包括外套管(3),所述外套管(3)套设于所述锚杆体(1)的外部,且所述外套管(3)位于所述锚固扩大端的上方。

3.根据权利要求1所述的三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,所述凸起为半球状凸起、正方体状凸起或椎体状凸起中的一种或多种组合;所述凹陷为半球状凹陷、正方体状凹陷或椎体状凹陷中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1或2所述的三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,所述膨胀混凝土包裹层(5)的原材料包括硫铝酸盐型膨胀水泥、膨胀剂、缓凝剂和减水剂。

5.根据权利要求1或2所述的三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,所述固化粘结界面层(8)通过在所述膨胀混凝土包裹层(5)和所述土体(9)之间喷涂土壤固化剂而形成。

6.根据权利要求1或2所述的三层结构扩大端锚杆系统,其特征在于,所述锚盘(7)为厚度为6mm~15mm,直径为15cm~30cm的金属圆盘。

7.一种如权利要求1 6任意一项所述三层结构扩大端锚杆系统的施工方法,其特征在~于,包括:

预制地质聚合物柱芯(4),并将预制好的地质聚合物柱芯(4)与锚杆体(1)的底端装配在一起;

进行锚孔成孔施工,并在所述锚孔底端施工形成扩大孔径段;

将装配了地质聚合物柱芯(4)的锚杆体(1)插入所述锚孔,并在所述扩大孔径段喷涂土壤固化剂;

将混凝土浆体混合膨胀剂注入所述扩大孔径段,待所述混凝土浆体膨胀并凝固后,形成锚杆体(1)的锚固扩大端;

将锚具(2)安装于锚杆体(1)的顶部,并对其张拉锁定。

8.根据权利要求7所述的三层结构扩大端锚杆系统的施工方法,其特征在于,利用高压旋喷钻机钻孔,以形成所述锚孔。