JP5777282B2 - 変形可能ロックボルト - Google Patents
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Description
固定機構において、全てのボルト締め装置は、3つのカテゴリー、すなわち、(a)機械ボルトと、(b)十分にグラウト注入されるボルトと、(c)摩擦ボルトとに分類される。
(a):従来の機械ボルトは、開放穴内に2点固定されている。これらのボルトは、大きな岩盤変形の場合に信頼できない。
(b):十分にグラウト注入されるボルトとは、主に、セメントまたはエポキシ樹脂と共に穴内に注入される鉄筋ボルトのことである。鉄筋ボルトは、その円筒面上にリブを有するスチールバーから形成されている。この種のボルトは、強固であり、破損前に僅かな変形にしか耐えられない。鉄筋ボルトが高応力下の岩盤において役に立たないことがしばしば観察されてきた(Li,2006a)。
(c):摩擦ボルトは大きな変形に耐えることができるが、それらの耐荷重能力は非常に低い場合がある。例えば、標準的なスプリットセットボルトは約50kNの負荷にしか耐えることができない(Stillborg,1994)。
鉄筋ボルトは、非常に強固であり、破損前に非常に限られた伸張(約10mm)にしか耐えられない。
摩擦ボルトは非常に低い耐荷重能力をもたらしている。
円錐ボルトは、それらの2点固定機構のため、十分に信頼できない。
脆弱な岩盤においては、高い現場応力の場合に、地下開口の周囲の大量の岩が破損に晒されている。岩盤変形の大きさは、開口の壁表面で最も大きく、岩盤の内側へ向かって減少する。この種の岩盤変形により、ロックボルトは、壁表面に近い領域で最も激しく荷重を受けることになる(Sun,1984;Li and Stillborg,1999)。そのことは、大きく変形された岩盤において多くの鉄筋ボルトがネジで破損する理由を明らかにしている(Li,2006a)。時として、壁表面の背後の数メートルにわたって大きな剪断破壊が生み出される場合さえある(Li,2006b)。この場合には、ボルトが深い場所で負荷および変形に耐えることができる能力も有していなければならないことが求められる。
大きく変形される岩盤のための理想的なボルトは、大きな負荷に耐えることができなければならないとともに、長い伸張を受けることができなければならない。また、ボルトの固定機構は信頼できなければならない。
前記ステムのボアホール表面部にネジ部を有する長尺な円筒状の大規模ステムを備え、前記ネジ部には1つ以上のナットと1つ以上のワッシャとが設けられ、スリーブまたはフェースプレートがボアホール内のロックボルトに予張力を付与し、
前記ステムが3つ以上の長いステム部を備え、各ステム部には一体アンカーが後続して設けられ、前記アンカーが前記ステム部の範囲と比べて短い範囲を成し、前記アンカーが前記ステムの長さに沿って間隔を隔てて配され、
前記アンカーは、岩盤変形に起因して生じる負荷を受けるためにそれらの対応する局所的なボアホール壁部に対して局所的に固定され、
前記ステム部は、該ステム部のそれぞれが局所的に固定された前記アンカーと局所的に固定された連続するアンカーとの対同士の間で前記ステム部の伸張によって局所的な岩盤変形を抑制するように、グラウトまたはボアホールに対して滑るようになっている。
本発明は、本発明のアンカーがロックボルトの最も弱い要素ではなく最も強い要素を構成し、それにより、それらのアンカーが、負荷の下で変形または破壊の影響を受け難く、したがって、満足な固定効果をもたらすことができるという点で、WO99/61749を超える特定の利点を有している。
ロッド直径d:20mm
アンカー間隔Ls: 0.55m
アンカー長さLa: 0.05m
ネジ長Lt: 0.10m
アンカーの数n: 5
ボルト長さL:5×0.55=2.75m
ボルト破壊応力: 200kN
ボルト降伏強さ: 150kN
破損箇所の降伏ひずみ: 20%
Claims (16)
- 岩盤中のボアホール内に埋め込まれるロックボルトであって、
該ロックボルトは、ボアホール表面部にネジ部(3a)を有する円柱状の中実のステム(1)、前記ネジ部(3a)に設けられる1つ以上のナット(3b)及び1つ以上のワッシャ、及びフェースプレート(3c)のすべてを備え、該フェースプレート(3c)が前記ボアホール内のロックボルトに予張力を付与し、
前記ステム(1)が3つ以上の長いステム部(1s)を備え、各ステム部には一体アンカー(2a,2b,2c,..)が後続して設けられ、前記一体アンカー(2a,2b,2c,..)が前記ステム部(1s)の範囲よりも短い範囲を成し、前記一体アンカー(2a,2b,2c,..)が前記ステム(1)の長さに沿って間隔(La)を隔てて配され、
一体アンカー(2)を有する前記ステム(1)がスチールで形成されており、
前記一体アンカー(2a,2b,2c,..)は、前記一体アンカー(2a,2b,2c,..)と前記ステム部(1s)とが同じ長尺なスチールステム(1)から形成されている点において一体化されており、
前記一体アンカー(2a,2b,2c,..)は、岩盤変形に起因して生じる負荷を受けるために、それらの対応する局所的なボアホール壁部に対して局所的に固定され、
前記ステム部(1s)は、前記一体アンカー(2)と比べて単位長さ当たりの変形能力が高くなっており、
前記ステム部(1s)は、該ステム部(1s)のそれぞれが局所的に固定された先行する一体アンカー(2a,2b,..)と局所的に固定された連続する一体アンカー(2b,2c,..)との対同士の間で前記ステム部の伸張によって局所的な岩盤変形を抑制するように、グラウトまたはボアホールに対して滑るようになっていることを特徴とするロックボルト。 - 前記一体アンカーの長さに対する前記ステム部(1s)の長さの比率が5:1〜40:1である、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記一体アンカー間隔が0.55mであり、前記一体アンカー長さが0.05mである、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記一体アンカー(2)の前記間隔(La)が同じ長さを有している、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記一体アンカー(2)の降伏強さは、前記ステム部(1s)の降伏強さよりも高くなっている、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記ステム部(1s)は、グラウトに対して滑るための滑らかな表面を有している、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記ステム部(1s)には滑り層(6)が設けられている、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記滑り層(6)が蝋であり、前記滑り層(6)が硬化されたグラウトに結合しないようになっている、請求項7に記載のロックボルト。
- 前記滑り層(6)が塗料であり、前記滑り層(6)が硬化されたグラウトに結合しないようになっている、請求項7に記載のロックボルト。
- 前記ステム部(1s)が硬化されたグラウトに結合しないように表面処理されている、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記ステム部(1s)の前記表面処理は、前記ステム(1)上に金属酸化物層を加えることによる化学処理である、請求項10に記載のロックボルト。
- 前記一体アンカー(2)は、高負荷時に隣接するグラウトを変位させて変形させることによってエネルギを散逸するような傾斜形状を有している、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記ネジ(3a)は、前記ステム(1)の有効直径に等しい或いは該有効直径よりも大きい有効直径を有している、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記ステム(1)の坑底端部にエンドミキサ(4)が設けられている、請求項1に記載のロックボルト。
- 前記エンドミキサ(4)が一体アンカー(2)によって構成されている、請求項14に記載のロックボルト。
- 前記一体アンカーの長さに対する前記ステム部(1s)の長さの比率が10:1である、請求項1に記載のロックボルト。
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