第
41
卷第
2
期
能 源 与 环 保
Vol. 41 No. 2
2019
年
2
月
China Energy and Environmental Protection Fe
b. 2019
收
稿日
期
: 2018 - 09 - 23;
责任编辑
:
刘欢欢
DOI: 10. 19389 /j. cnki. 1003 - 0506. 2019. 02. 037
作者简介
:
杜景景
( 1986—) ,
女
,
河南洛阳人
,
助理工程师
,2010
年毕业于河南科技大学
,
现主要从事岩土锚固技术的研究开发工作
。
引用格式
:
杜景景
,
杨宏方
,
孙晓刚
.
自钻式锚杆连接套与中空锚杆体连接失效分析
[J].
能源与环保
,2019,41( 2)
: 172-
177.
Du Jingjing,Yang Hongfang,Sun Xiaogang. Splicing failure analysis of coupler and hollow bar of self-drilling anchor[J]. China Energy and En-
vironmental Protection,2019,41( 2) : 172-177.
自钻式锚杆连接套与中空锚杆体连接失效分析
杜
景景
,
杨
宏方
,
孙晓刚
(
洛阳恒诺锚固技术有限公司
,
河南 洛
阳
471000)
摘要
:
基于材料塑性双线性随动硬化模
型
,
在有限元软件
ANSYS
中建立自钻式锚杆中空锚杆体与连
接套螺纹连接数值模型
。
研究了自钻式锚杆在承受轴向拉伸时
,
中空锚杆体与连接套的应力分布及
变化规律以及二者的变形情况
。
进一步分析了导致连接套与中空锚杆体螺纹连接失效的原因
。
最后
采取试验的对数值计算结果进行对比
。
结果显示
,
连接套与中空锚杆体螺纹连接失效的表现形式主
要为螺纹拉脱
,
主要原因在于在自钻式锚杆在承受轴向载荷时
,
连接套与中空锚杆体径向会产生变
形
,
连接套会发生膨胀
,
而中空锚杆体会发生
“
颈缩
”
现象
;
另外
,
在承受较大载荷时
,
中空锚杆体与连
接套螺纹旋合段螺纹牙会发生塑性变形
,
螺纹牙会发生挤压变平
。
关键词
:
自钻式锚杆
;
连接套
;
波形螺纹
;
数值分析
;
试验分析
中图分
类号
: TU67
文献标志码
: A
文章编号
: 1003 - 0506( 2019) 02 - 0172 - 06
Splicing failure analysis of coupler and hollow bar of self-drilling anchor
Du Jingjing,Yang Hongfang,Sun Xiaogang
( Luoyang Hengnuo Anchor Technology Co. ,Ltd. ,Luoyang 471000,China)
Abstract: Based on the material plastic bilinear follower hardening model,a numerical model of the threaded connection between the
self-drilling anchor hollow anchor body and the connecting sleeve was established in the finite element software ANSYS. The stress dis-
tribution and variation of the hollow anchor body and the connecting sleeve and the deformation of the two are studied when the self -
drilling anchor is subjected to axial stretching. The reason for the failure of the threaded connection between the connecting sleeve and
the hollow anchor body was further analyzed. Finally,the results of the experimental numerical calculations were compared. The results
showed that the failure of the threaded connection between the connecting sleeve and the hollow anchor body was mainly the thread pull-
off. The main reason was that the radial deformation of the connecting sleeve and the hollow anchor body occurs when the self-drilling
anchor was subjected to the axial load. The connecting sleeve would expand,and the hollow anchor body would had a " necking" phe-
nomenon; in addition,when subjected to a large load,the hollow anchor body and the threaded portion of the connecting sleeve would be
plastically deformed,and the thread would occur . The thread would be squeezed and flattened.
Keywords: self-drilling hollow bar; coupler; rope thread; numerical simulation; test analysis
0
引言
自钻式
锚杆因其集钻孔
、
注浆
、
锚固功能于一
体
,
其作为土钉
、
岩栓广泛应用于边坡支护
、
隧道管
棚支护等工程建设中
[1 -5]
。
自钻式锚杆是由表面带
外螺纹
的中空锚杆体及连接套
、
钻头
、
居中器
、
螺母
等配件组装并配合使用
。
连接套作为自钻式锚杆中
重要的螺纹连接件
,
其对整个锚杆系统的强度有重
要影响
[6]
。
且根据
文献
[7-11],
锚杆应与各个配件
在强度方面相互匹配
,
即锚杆体要与配件满足等强
度要求
。
对于自钻式锚杆而言
,
即要求连接套与中
空锚杆体需要满足等强要求
。
连接套本质上是螺纹
套筒
,
其与中空锚杆体通过螺纹连接
,
用于接长中空
锚杆体
。
连接套与中空锚杆体螺纹连接强度直接影
响到自钻式锚杆整体的强度
,
也是直接关系到能否
判定连接套与中空锚杆体等强的重要依据
。
对于锚杆中螺纹连接强度以及套筒的螺纹连接
强度
,
国内外学者均有大量的理论和试验研究
。
康
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