扩大头锚索在成都膨胀土深基坑支护中的应用

由于成都膨胀土的特殊性,深基坑支护中采用普通锚索易失效,难以达到支护效果,基坑支护时设计方案受限。通过对普通锚索与扩大头锚索特点对比分析后,以成都膨胀土深基坑支护为例,采用排桩和扩大头锚索的设计方案,可有效适用于此类深基坑支护。根据实施效果,总结了扩大头锚索优点,为今后开展类似工作提供了一定的借鉴。

煤矿软岩扩孔钻头研发及其锚固效果试验研究

针对煤矿松软破碎软岩巷道采用锚杆支护时锚固力普遍偏低、达不到设计要求的问题,开发了煤矿软岩钻孔顶部扩孔钻头,并分别在实验室和煤矿井下现场进行了扩孔效果和扩孔锚固性能对比试验。试验结果表明:新研制的扩孔钻头在扩孔段扩孔直径比普通钻孔直径大5.3 mm左右,煤矿井下100 mm短锚固拉拔对比试验时,扩孔钻孔锚杆最大锚固力达112.3 k N,为普通钻孔锚固力的1.55倍。并且在树脂锚固剂和钻孔煤岩壁之间发生脱锚后,良好的机械摩擦阻力使锚杆锚固力一直保持基本不变,充分反映了软岩扩孔锚固的良好效果。

扩大头锚索在饱和粉细砂层中的受力特性

对于特殊复杂的地质条件以及对变形要求较高的地下工程,扩大头预应力锚索有效利用扩大头前端土体抗力,提高锚索的承载能力和支护结构的抗变形能力,是一种较为理想的支护方式。扩大头锚索的理论研究与设计滞后于工程经验,基于弹性理论,通过研究扩大头前端土体受力状态与土压力的关系以及锚固土体接触面的应力状态,分析了土层变形过程中锚索的受力特性,建立了扩大头预应力锚索在土体变形过程中的力学模型,通过实例验证了公式的适用性,为研究与评估施工过程中扩大头锚索的整体受力情况提供了新的思路。

自成孔预应力锚杆研究与应用

自成孔预应力锚杆属于土层锚杆的一种,通过将荷载传递至周围岩土层中而提供拉拔力。结合自成孔钻头及工艺要求,给出了一般施工方法。基于对荷载传递机理的认识,借助于承载体,该施工方法可以推广应用于荷载分散型锚杆的施工。根据3个压力分散型自成孔预应力锚杆的现场原位拉拔试验,表明其极限拉拔力可达800～1000 kN,进而说明自成孔预应力锚杆体系的可靠性,并可在基坑工程中进一步应用。

煤矿用锚杆钻头的应用现状与发展趋势

我国是采煤大国,大多数煤矿以井工开采为主,煤矿巷道掘进和支护的工程量很大,巷道支护钻孔施工需要消耗大量锚杆钻头,锚杆钻头的设计和制造技术也得到了快速发展。介绍了锚杆钻头的发展和应用现状,对我国煤矿现用的锚杆钻头的技术特点、适用性进行了分析,并结合煤矿巷道支护的实际需求,提出了施工硬岩和复杂地层时锚杆钻头存在的问题,最后从锚杆钻头设计、加工工艺等方面,阐述了锚杆钻头的发展趋势。

冲击回转挤密钻头及钻进方法的研究

在高层建筑和地下工程的地基加固而进行的土层锚杆施工中，采取圆锥形冲击回转挤密钻头与气动潜孔锤结合，形成了冲击回转挤密成孔的钻进方法。通过在回填土、淤泥质亚粘土、亚粘土和粘土地层中采用该方法获得不同钻进速度的比较，对影响钻进速度的因素、圆锥形冲击回转挤密钻头在钻进过程中同钻头前方土层的相互作用及土层性质变化进行分析，指出圆锥形冲击回转挤密钻头的缺点及适用条件。

扩大头锚杆的力学机制和计算方法

基于多个工程的实测数据,研究了扩大头锚杆的力学机制,指出其力学过程可分为3个阶段:第一阶段为静止土压力阶段;第二阶段为过渡阶段,其特征是位移曲线出现有一个拐点;第三阶段为塑性区压密—扩张阶段,其特征是随着土体的压密强化,扩大头的锚固力得到提高。文中给出了符合上述力学过程的多个实例。根据摩尔强度理论推导出了扩大头锚杆的抗拔力计算公式;分析了扩大头埋深、土体黏聚力、内摩擦角等因素对抗拔力的影响,指出了现行规范中计算方法的缺陷。给出了一个工程实例,采用文中的方法和现行规范中的方法分别进行计算对比,表明文中的方法计算结果以试验结果对比显著的合理,用于工程实践取得了良好的技术经济效果。

PDC锚杆钻头回转钻进的力学特性与试验

针对煤矿巷道锚固孔快速精准钻进的施工需求,通过建立PDC锚杆钻头回转钻进力学模型,对其主要力学影响因素进行了理论分析。结果表明:PDC切削齿轴向力随压入深度的增大而增大,随切入角的增大表现出先减小后增大的趋势;当煤系岩石摩擦系数f为0.20～0.43时,可得最优切入角为15.0°～18.3°,此时在相同压入深度条件下轴向力和切向力最小。并进一步结合煤系岩石的力学特性,提出了PDC切削齿作用下的岩石破碎条件,得出不同压入深度时轴向力和切向力的关系。利用自主研发的钻进试验台对模拟岩样进行了钻进试验,试验结果验证了PDC锚杆钻头回转钻进力学模型的正确性。研究结果为PDC锚杆钻头优化设计,锚固孔钻进效率与精度的提高,以及钻进轴向力和切向力的变化预测等提供了理论依据。

扩大头土层锚杆在深基坑支护中的应用

结合湖南常德银兴大厦深基坑支护实例，介绍爆扩头土层锚杆的设计计算方法和爆扩头土层锚杆的施工方法和注意事项。

铸造插接式复合片锚杆钻头的研制与应用

针对目前国内锚杆钻头生产制作效率低,制作工艺复杂,且存在施工过程中装卸不便,排粉冷却效果不理想等问题,研制了一种以水为冲洗介质,铸造插接式金刚石复合片锚杆钻头及其连接套。钻头体采用铸造工艺,简化了钻头加工的工艺流程,提高了生产效率;插接式结构使钻头装卸更方便,提高了锚孔施工效率;同时插接式结构可实现钻头正转和反转,有效避免卡钻事故发生;改变了循环介质通道的结构形式和分布形式,使钻头适用性更强。

锚杆钻头PDC倒角对钻进效率的影响

聚晶金刚石复合片(简称为PDC)以其使用寿命长而广泛应用于锚杆钻头上,现场使用证明,PDC切削刃的形态对其在锚杆上的应用性能起决定性的作用,文章分析研究了倒角方式、倒角角度对锚杆钻头用PDC钻进效率和抗冲击韧性的影响,结果表明:在PDC聚晶层外侧倒角15°、在刃口处局部倒角25°、外侧,可大大减少复合片的崩裂,提高钻进效率。

浅谈PDC锚杆钻头失效原因及改进对策

近年来,以聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)为切削刃的新型锚杆钻头发展迅速,逐步取代了传统的锚杆钻头,但是作为新兴的发展迅速的地质钻探工具,PDC锚杆钻头也出现了良莠不齐、质量不稳定的现象,PDC锚杆钻头的制造和使用也缺乏针对性的系统研究和理论指导。文章对长期以来PDC锚杆钻头在使用过程中的各种失效现象进行了总结和系统的分析,并有针对性的提出了改进的对策。

扩大头锚索在成都膨胀土地区的应用

膨胀土干湿交替环境下,具有反复湿胀干缩变形的特性,这使得传统锚索在膨胀土地区的表现一直不佳。依托于实际工程进行的此次试验,旨在研究扩大头锚索这种改进型锚索在成都膨胀土地区的应用效果。试验分析了高压旋喷扩大头锚索的施工参数,并对比了不同种类扩大头锚索的表现。结果表明:旋喷扩大头锚索施工,在旋喷时间20 min、旋喷压强70 MPa和旋喷时间27 min、旋喷压强25 MPa时可取得较理想的施工效果,且扩大头锚索在成都膨胀土地区有着良好的支护表现,其抗拔力远超传统锚索。

机械扩大头锚杆(锚索)施工工艺研究及工程应用

以锚杆(锚索)为代表的岩土锚固技术自诞生以来,便发挥了不可估量的作用。但传统摩擦型锚杆(锚索)及新兴扩体锚杆(锚索)在遇到特殊地质条件或复杂周边环境时,又呈现出各自的不足之处。基于此,本文提出一种可以提供更大抗拔力,并能很好适应特殊地质条件及复杂周边环境的机械扩大头锚杆(锚索)结构,并详细介绍了机械扩大头锚杆(锚索)的工作原理、适用范围、施工工艺流程及操作要点。通过工程实践应用,验证了机械扩大头锚杆(锚索)的可行性及适用性。

松散地层地下结构抗浮锚杆双钻头顶驱钻进成孔施工技术

当锚杆成孔遇填土、淤泥质土、粉土等松散易塌地层时,由于抗浮锚杆成孔通常多采用潜孔锤钻机钻进,孔底岩层受冲击成粉状后与水经高风压空气混合成浆液向孔外喷出,对孔壁产生较大的冲刷,容易造成孔壁坍塌,导致锚杆成孔困难。由此提出松散地层地下结构抗浮锚杆双钻头顶驱钻进成孔施工技术,对其原理、工艺流程、操作要点、实施效果进行了系统阐述。实践表明,本项技术在工程应用中取得了显著成效,具有工效高、质量可靠、机械简单等优点。

直槽式金刚石复合片锚杆钻头的设计与应用

目前煤矿井下巷道锚固支护用金刚石复合片锚杆钻头多为中心水眼式两翼型式,论文从复合片锚杆钻头结构出发,设计出一种新型直槽式复合片锚杆钻头。该种钻头主要有以下几个优点:增大了复合片与钻头钢体的接触面积,进而提高了焊接强度;规避了中心水眼堵死的情况;钻头整体性更好,结构简单、便于加工。该直槽式锚杆钻头在淮北矿业集团芦岭矿进行了现场试验,钻头寿命提高23%。

潜孔锤冲击挤密钻进成孔法的探讨

探讨了潜孔锤冲击挤密钻进成孔法的产生、钻进机理及其优点，并就该成孔法在锚杆孔施工中所存在的问题，从理论上进行了分析研究，并据此设计了两种结构的挤密钻头。

矿用扩孔钻头的研究

介绍了一种用来施工锚杆可变径钻孔的钻头的原理及结构,给出了具体的设计思路,说明了钻头的特点和工作流程,并通过理论分析给出了扩孔时侧向刀具的受力公式,分析了影响钻头受力大小的因素,为今后设计变径钻头提供思路与理论指导。

煤矿井巷用PDC锚杆钻头的研究

通过对PDC锚杆钻头的一系列室内试验研究及多次改进设计,获得了钻头的优化结构参数、优化切削齿形状、合理的钻头体材质以及热处理工艺。现场试验结果表明,PDC锚杆钻头是钻进中硬岩层的理想钻头。

梁锚结构加固浅埋隧道洞口软弱地层的承载特性研究

针对隧道洞口埋深浅且软弱围岩稳定性差这一问题,提出在地表增设混凝土框架梁,设置扩大头锚杆与框架梁连接并深入软弱围岩,运用数值模拟分析“混凝土框架梁-扩大头锚杆”结构加固软弱地层后的力学特性。研究结果表明:采用“混凝土框架梁-扩大头锚杆”加固隧道洞口软弱地层,k=0.4时,相比于没有加固对照模型,隧道最大拱顶沉降值下降68.7%,隧道最大边墙收敛值下降15.1%,初期支护最大等效应力减小12.7%;建立不同加固区围岩松动压力分散系数k下的数值模型,通过拱顶沉降结果与加固区围岩松动压力分散系数的线性拟合,提出采用加固结构后的隧道拱顶沉降规律与围岩松动压力计算方法。