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一种用于软土复合地层的伞形阶梯式多点位移计锚头

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 18:08:50

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 江苏天沃 | 2022-11-07 18:08:50

一种用于软土复合地层的伞形阶梯式多点位移计锚头,该锚头包括主锚固头、上连接套管、下连接套管、伞形锚固系统、异形多层组合式弹簧系统、主铟钢丝和钻孔;在钻孔内,主锚固头的上端通过第一紧固锁卡与上连接套管连接,其下端通过第二紧固锁卡与下连接套管连接;主铟钢丝通过异形多层组合式弹簧系统与伞形锚固系统连接。本发明多点位移计锚头由异形多层组合式弹簧系统同步分别带动活动式锚固臂阶梯伸缩式锚爪,利用其瞬间释放的弹性能而使活动式锚固臂阶梯伸缩式锚爪分阶段钻入土体而完成锚固,具有锚固效果好、抗滑能力强、土层适应性广、成本低、量测结果稳定可靠等优点。

一种用于软土复合地层的伞形阶梯式多点位移计锚头,所述伞形阶梯式多点位移计锚头包括主锚固头、上连接套管、下连接套管、伞形锚固系统、异形多层组合式弹簧系统、主铟钢丝和钻孔;在钻孔内,所述主锚固头的上端通过第一紧固锁卡与上连接套管连接,所述主锚固头的下端通过第二紧固锁卡与下连接套管连接;主铟钢丝通过异形多层组合式弹簧系统与伞形锚固系统连接;所述伞形锚固系统包括至少三个活动式锚固臂,所述活动式锚固臂的上端均铰接在双向活动锚臂铰支座上,至少三个活动式锚固臂呈等圆弧间隔布置,所述双向活动锚臂铰支座与上连接定位受力架铰接连接;各个活动式锚固臂外壁上自上而下依次设有至少两个阶梯伸缩式锚爪,阶梯伸缩式锚爪的长度自上而下依次变小,各个活动式锚固臂的内壁之间设置所述异形多层组合式弹簧系统。

近年来,随着经济的快速发展,我国沿海软土地区出现了许多特大城市,如上海、广州、深圳、天津等,这些城市在发展的过程中,均会聚焦城市的再发展,会大力推进交通基础设施项目与新型城镇化项目的建设,因而又会迎来我国特大城市工程建设的“黄金季”。但这些处于沿海软土地区的特大城市,其在工程建设过程中,均面临许多与内陆特大城市不同的工程问题,如土体含水量大、压缩性高、承载力低等,因而其在工程建设过程中,将不可避免地导致土体产生较大的变形,会危及周边的建筑群、地下管道以及已运行的地铁、高铁等生命线工程。因此,为确保这些重要建(构)筑物的安全建设,工程技术人员必须全过程实时掌握土体的变形情况,并及时将现场监测获得的土体变形信息进行反馈以指导工程的安全施工。目前在单一软土地区较常用的土体位移计锚头有爪钩式点接触锚固、水膨胀压缩木锚固以及注浆或锚固剂锚固,但这些土体位移计锚头都是单点位移计锚头,而相比这些传统的单点土体位移计锚头,目前有关软土地区的多点位移计锚头有气胀式、叶片式、刀片式等,这些用于软土地区的多点位移计锚头具有较好的锚固效果,不会造成锚固土体周边土体结构的破坏,使土体塌陷,获得不准确的量测数据。但是这些多点位移计锚头在应用过程中,如果碰到“上软下硬”或“软硬交替”的软土复合地层时,其锚爪入土的深度与锚固的效果将会受到一定程度的限制。因此,相比上述用于单一软土地层的单点土体位移计锚头以及多点位移计锚头,有关软土复合地层的多点位移计锚头能获得更好的锚固效果,具有土层适用性强、施工方便、成本低、性能可靠、通用性好、量测结果稳定可靠等优点。

罗战友,男,1974年12月出生。博士后、二级教授、硕士生导师。享受国务院政府特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,浙江省中青年突出贡献专家,浙江省新世纪151人才重点层次和第一层次,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省优秀博士后,浙江省首届“十佳”青年教师。国家自然科学基金评委,浙江省岩土力学与工程学会副理事长兼秘书长。省级土木工程一流学科及硕士学位点的负责人。主要从事隧道工程、城市地铁及地下空间开发技术、岩土工程等方面的教学科研等工作。主持和承担纵向科研项目20余项,其中:国家重大仪器专项1项、国家自然科学基金4项,中国博士后基金1项,省部级基金6项。在国内外学术期刊上发表论文100余篇,授权发明专利60余项。获国家科技发明奖二等奖1项,省部级奖励15项。

本发明与现有技术相比,具有以下优点和有益效果:

1、本发明多点位移计锚头由异形多层组合式弹簧系统同步分别带动16个活动式锚固臂阶梯伸缩式锚爪,利用其瞬间释放的弹性能而使活动式锚固臂阶梯伸缩式锚爪钻入土体而完成锚固,成本低、方法简单、安装方便、通用性好、性能可靠。

2、本发明多点位移计锚头的活动式锚固臂阶梯伸缩式锚爪由主伸缩锚针和副伸缩锚针组成,主伸缩锚针和副伸缩锚针分阶段进入土体,首先主伸缩锚针利用主铟钢丝带动第一主滑轮、第二主滑轮使异形多层组合式弹簧系统处于张开状态而快速切入“软土”地层,随后副铟钢丝带动第三主滑轮使副伸缩锚针弹簧处于张开状态而钻入“硬土层”,分情况分阶段使锚头钻入土体,避免破坏土体的结构,同时保证多点位移计锚头能迅速进入待测的土体任意位置,使其不受现场软硬不同的复杂地质条件限制。

3、本发明具有锚固性好、抗滑能力强、安装方便、效率高、量程大、量测精度可靠等优点。

科技成果只有通过实施开发应用,使其转化为生产力,才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力,期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。