1.一种适应围岩大变形的抗拉‑剪连续玄武岩纤维复合锚杆,由玄武岩纤维增强树脂复合材料内芯(1)、钢螺旋套筒(2)、玄武岩纤维增强树脂复合材料保护层(3)、碳纤维网布(4)、螺纹钢套筒(5)、垫板(6)和螺母(7)组成;
所述玄武岩纤维增强树脂复合材料内芯(1)套入钢螺旋套筒(2)中,保持整体轴向不动,纤维以缠绕的方式包裹住钢螺旋套筒(2),并填充树脂基质形成玄武岩纤维增强树脂复合材料保护层(3);
所述钢螺旋套筒(2)弹性模量可调控,使其与玄武岩纤维增强树脂复合材料内芯(1)的刚度保持一致,进而实现协同变形的效果;锚杆发生拉伸大变形时,玄武岩纤维增强树脂复合材料内芯(1)和玄武岩纤维增强树脂复合材料保护层(3)出现脆性断裂失效后,依然有植入的钢螺旋套筒(2)可继续提供拉力,允许锚固结构在大变形后依然保持一定锚固力;
所述玄武岩纤维增强树脂复合材料保护层(3)的外侧通过环氧树脂与碳纤维网布(4)粘接,所述碳纤维网布(4)的外侧通过环氧树脂与螺纹钢套筒(5)粘接,当锚杆受剪切应力处于极限剪切应力以下时,剪切应力主要由外侧螺纹钢套筒(5)承担;
所述碳纤维网布(4)有较高的抗拉和抗剪强度,能提高抗剪切性能,当结构发生剪切大变形时,内侧的玄武岩纤维增强树脂复合材料保护层(3)会首先出现断裂,夹层中的碳纤维网布(4)能提供结构柔性剪切缓冲作用。
2.根据权利要求1所述的所述的一种适应围岩大变形的抗拉‑剪连续玄武岩纤维复合锚杆,其特征在于:所述钢螺旋套筒(2)可控制匝数和截面面积,使其纵向拉伸的延伸率控制在原结构的3 4倍,即通过该方式降低了钢螺旋套筒(2)的弹性模量。
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3.根据权利要求2所述的一种适应围岩大变形的抗拉‑剪连续玄武岩纤维复合锚杆,其特征在于:所述钢螺旋套筒(2)可预先进行张拉,进一步提高锚杆的刚度,所使用张拉力低于填充所用树脂基质的抗压强度,以防止树脂基质被夹碎。
4.根据权利要求1所述的一种适应围岩大变形的抗拉‑剪连续玄武岩纤维复合锚杆,其特征在于:所述的螺纹钢套筒(5)的内侧通过喷砂或者打磨工艺形成粗糙面,可增加连接性能,并且外侧带有螺纹,方便安装锚具。