NO20120439L - En deformerbar fjellsikringsbolt - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen er en fjellsikringsbolt for innstøpning i et borehull, hvor fjellsikringsbolten er karakterisert ved: en langstrakt sylindrisk massiv stamme (1) omfattende langstrakte lengder av stammedeler (1s) adskilt av integrerte ankere (2) fordelt med avstander (La) langs stangens (1) lengde, hvor ankerene (2) er innrettet for lokal forankring i forhold til deres lokale borehullveggpartier for å ta opp belastning som oppstår på grunn av bergartsdeformasjon, hvor stammedelene (1s) er innrettet til å gli i forhold til støpemassen eller borehullet, slik at hver av stammedelene (1s) tar opp lokal forlengelsesdeformasjon mellom par av et lokalt forankret foregående anker (2a, 2b, ...) og et lokalt forankret påfølgende anker (2b, 2c, ...)¿

Description

En deformerbar fjellsikirngsbolt

Innledning

Denne oppfinnelsen gjelder bolting for forsterkning av fjell som er utsatt for langsom deformasjon eller plutselig steinsprang. Bolting er det mest vanlige tiltak for fjellsikring i

undergrunns utvirkning av masser. Millioner av fjellsikirngsbolter forbrukes rundt om i verden hvert år. Grunnleggende krav til fjellsikringsbolter er at de må være i stand til å tåle ikke bare en stor belastning, men også motstå en viss forlengelse før bolten svikter. I bergartsmasser under høyt stress reagerer bergartene på masseutvirkningen fra fjellet enten i form av stor deformasjon i lite faste bergarter, eller med steinsprang i faste bergarter. I disse situasjonene kreves det deformasjonstolerante (eller energiabsorberende) bolter for å oppnå en god virkning av bergartsarmeringen. Særlig i gruveindustrien er dette behovet for deformasjonstolerante bolter sterkere enn i andre grener av steinindustri fordi gruveaktivitet foregår dypere og dypere, og problemer med bergartsdeformasjon og steinsprang blir mer og mer alvorlig.

Bakgrunnsteknikk

W099/61749 Ferguson : "Fjellsikringsbolt og fremgangsmåte for å danne en fjellsikirngsbolt" beskriver fordypninger som danner bladlignende seksjoner dannet ved plastisk deformasjon av en del av en stålstang, hvor deformasjonen dannes ved anvendelse av en ekssentrisk skjærkraft på stangen, resulterende i blader som avtegnet i figur 8 i foreliggende søknad. Formålet med Fergusons fjellsikringsbolt er at bladet skal forbedre blanding, og for at skjærdeformasjonen av bladet ikke skal deformere bolten plastisk, aksialt eller sideveis i forhold til bolten. Ferguson foreslår et ekspanderbart skall montert omfattende radielt virkende kiler for samvirke med bladene for å ekspandere skallene til å låse bolten mot veggen av boltehullet. En vesentlig ulempe ved bladene i Fergusons patent er at fremstillingsmetoden omfatter å deformere en del av bolten ved anvendelse av en eksentrisk skjærkraft, noe som gjør at bladdelen utgjør det svakeste punktet slik at den ikke vil kunne utgjøre en tilsvarende forankring.

D^' US-patentsøknad 2005/0158127A1 også til Ferguson, "Ettergivende bolt for lagdelte bergarter", beskriver en fjellsikringsbolt med et strekkelement som kan gi etter ved å gli gjennom ankerne heller enn å gi etter i strekkelementmaterialet, og derved styre bevegelsen av ustabile bergarter hvori bolten er anordnet. Strekkelementet som sådan kan utgjøres av vaiertråder eller en metallstang, og har et omliggende rør anordnet som en slippmekanisme mot støpemassen. Ankerne for støpemassen utgjøres av to symmetriske ankerdeler som er klamret omkring strekkelementet, vennligst se Fig. 9 i foreliggende søknad. En ulempe ved US2005/0158127 er det faktum at kun strekkelementet blir deformert og ikke styrket sammenlignet med den rette delen av dette, og således er bolten utsatt for å brytes ved ankerne, spesielt dersom strekkelementet er laget av en massiv stang. En annen ulempe ved US2005/0158127 er det betydelige antall komponenter som kreves for å danne en fungerende fjellsikringsbolt.

Problemer som søkes løst

I henhold til forankringsmekanismen er alle bolteinnretninger inndelt i tre kategorier:

(a) Mekaniske bolter, (b) fullt innstøpte bolter og (c) friksjonsbolter.

(a) Konvensjonelle mekaniske bolter er to-punkts-forankret i åpne hull. De er ikke pålitelige i tilfelle betydelig bergartsdeformasjon. (b) Fullt innstøpte bolter henviser hovedsakelig til kamjemsbolter støpt inn i hull med enten sement eller epoksylim. En kamjemsbolt er laget av en stålstang med kamribber på sin sylindriske overflate. Denne bolten er stiv og tolererer bare små deformasjoner før den svikter. Det har ofte blitt observert at kamjemsbolter svikter i sterkt stressede bergartsmasser (Li, 2006a). (c) Friksjonsbolter kan utstå en sterk deformasjon, men deres lastbærende kapasitet kan være ganske liten. For eksempel kan en standard såkalt "split set" bolt bare holde en last på omtrent 50 kN (Stillborg, 1994).

Blant alle de alternativene som foreligger av kommersielle fjellsikringsbolter, er den bolten som er best egnet for å bekjempe problemer omkring bergartsdeformasjon og steinsprang den såkalte "South African cone bolt" (Li og Marklund, 2004). Den koniske bolten kan forlenges mye og samtidig er den i stand til å tåle en ganske høy belastning. Imidlertid er den en to-punkts-forankret bolt med en invertert konus på den indre enden av en ellers glatt bolt for å bli installert i et sementfylt hull. En svikt ved ett av ankerne, for eksempel ved veggoverflaten, ville medføre et fullstendig tap av virkning som fjellsikring.

Med hensyn til fjellarmering i sterkt stressede bergartsmasser er ulempene ved de nåværende tilgjengelige boltene følgende: - Kamjemsbolter er for stive og tåler en veldig begrenset forlengelse (omlag 10 mm) før de svikter.

- Friksjonsbolter gir en for lav lastbærende kapasitet.

- Koniske bolter er ikke tilstrekkelig pålitelige på grunn av deres to-punkts forankringsmekanisme.

Belastningsmønstre for bolter i forskjellige bergartsmasser.

I svake bergarter vil et stort volum av bergarter omkring en underjordisk åpning være gjenstand for svikt i tilfelle høyt in-situ stress. Størrelsen av bergartsdeformasjonen er størst ved veggoverflaten av åpningen og avtar i retning innover i bergartsmassene. Denne typen deformasjon resulterer i at fjellsikringsboltene er mest alvorlig belastet i området nærmest veggoverflaten (Sun, 1984; Li og Stillborg, 1999). Dette forklarer hvorfor mange kamjemsbolter svikter ved gjengepartiet i sterkt deformerte bergartsmasser (Li 2006a). Noen ganger kan også en stor skjærdeformasjonsforkastning utvikles mange meter bak veggoverflaten (Li 2006b). I dette tilfellet er det påkrevd at bolten også burde fremvise evne til å tåle belastning og deformasjon i dypereliggende steder.

I en oppsprukket bergartsmasse blir en bolt lokalt belastet på steder hvor bolten skjærer bergsprekker som åpner seg (Bjomfot og Stephansson , 1984). Det kan være flere belastningstopper langs boltens lengde og de mest belastede bolteseksjonene kan befinne seg langt inne i fjellet. I denne typen av bergartsmasser er det påkrevd at bolten har en god belastningskapasitet og også en høy deformasjonskapasitet langs hele sin lengde.

Ønskelige karakteristika for en ideell bolt

En ideell bolt for sterkt deformerte bergartsmasser skal være i stand til å tåle en stor belastning så vel som å være i stand til å tåle stor forlengelse. Videre må forankringsmekanismen for bolten være pålitelig.

Kort sammendrag av oppfinnelsen

De ovenfor nevnte problemene kan avhjelpes ved den foreliggende oppfinnelsen som er en fjellsikringsbolt for innstøping i et borehull,

Hvor fjellsikringsbolten erkarakterisert ved:

- en langstrakt sylindrisk massiv stamme (1) omfattende lange lengder av stammedeler (1s) adskilt av integrerte ankere (2) fordelt med avstander (La) langs stammens (1) lengde, - hvor ankerne (2) er innrettet til lokal forankring relativt til deres lokale borehullveggdeler for å ta opp belastning på grunn av bergartsdeformasjon, - hvor stammedelene (1s) er innrettet til å gli i forhold til støpemassen eller borehullet, sli at hver av stammene[stammedelene] (1s) tar opp lokalt forlengelsesdeformasjon mellom par av et lokalt forankret foregående anker (2) og et lokalt forankret påfølgende anker (2).

I en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er stammen (1) og de integrerte ankerne (2) laget av stål. Stammedelene (1s) kan ha en høyere deformasjonskapasitet per enhetslengde i forhold til ankerne (2). Ankerne (2) kan være herdet. En flytegrense for ankerne (2) kan være høyere enn en flytegrense for stammedelene (1s).

Fordeler ved oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen har bestemte fordeler i forhold til W099/61749 ved at ankerne ifølge foreliggende oppfinnelse ikke utgjør de svakeste men sterkeste elementene av fjellsikringsbolter! slik at de ikke er utsatt for deformasjon eller brudd under belastning, og således kan gi en tilfredsstillende forankringsvirkning.

Den foreliggende oppfinnelsen gir også fordeler i forhold til US-patentsøknad 2005/0158127A1 ved det faktum at strekkelementet er omgjort til å danne forsterkede ankere sammenlignet med de rette delene av fjellsikringsboltens stamme, og således at bolten er utsatt for å gi etter langs stammedelene og ikke ved ankerne. En ytterligere fordel i forhold tii US2005/0158127 er den vesentlige reduksjon av [antall] komponenter (minst 6 komponenter) som kreves for å danne en fungerende fjellsikirngsbolt, i sin enkleste utførelse dannet av en langstrakt stålstamme med integrerte ankere dannet av det samme emnet.

Figurbeskri velser

Oppfinnelsen er illustrert i de vedlagte tegningene som er ment å skulle illustrere oppfinnelsen og som ikke skal kunne oppfattes som begrensende for oppfinnelsen, som bare skal være begrenset av de vedlagte kravene. Figur 1 er et sideriss av en fjellsikirngsbolt i henhold til oppfinnelsen, her illustrert i en grunnutgave omfattende bare en stamme med jevnt fordelte integrerte ankerdeler for forankring til sementen eller limen når den herder i et borehull. Fig. 2 er et sideriss av en fjellsikringsbolt ifølge oppfinnelsen, her illustrert anordnet i en del av et borehull med de integrerte ankerdelene forankret i støpemasse herdet til sement, eller alternativt til lim. For enkelhets skyld er bare støpemassen nær ankerne illustrert. En stammedel er illustrert som at den spenner over en sprekk som har åpnet seg mellom to blokker av bergarten, og stammedelen har blitt forlenget mens de tilstøtende ankerne forblir festet i forhold til deres lokale borehullsomkretser. Figur 3 er et sideriss av en fjellsikirngsbolt ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen her illustrert med et gjenget parti med en skive og / eller en veggplate og en bolt på venstre side av tegningen, og videre illustrert med en valgfri endemikser på høyre side av tegningen. Figur 4 er et sideriss av en fjellsikringsbolt ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, her anordnet støpt mellom bunnen av hullet og en skive ved bergartsoverflaten. Bare de delene av støpemasse som omgir ankerne er illustrert for enkelhets skyld, og hele ringrommet omkring bolten vil normalt være fylt med støpemasse. Figur 5 a, b og c illustrerer alternative foretrukne utførelser av ankerne ifølge oppfinnelsen. Fig. 5a illustrerer en foretrukket utførelse av ankeret hvor en kort del av stammen har blitt flattrykt for å danne et utvidet integrert anker. Flattrykningen kan skje under en viss langsrettet stuking for å gi en flytspenning for ankerne som er høyere en flytgrensen for de tilstøtende stammepartiene. Fig. 5b illustrerer en foretrukket alternativ utførelse av ankere hvor en kort del av stammen har blitt forkortet ved langsrettet stuking. Fig. 5c er en illustrasjon av et anker med tre utspring, som viser en viss avfasning i overgangssonen mot hver ende. Figur 6 viser to alternative former for bakgrunnsteknikkens endemiksere som valgfritt kan anordnes på bunnhuilsenden av fjellsikringsboiten ifølge oppfinnelsen. Fig. 6a viser en Y-splittet endemikser og Fig. 6b viser en endemikseplate sveiset til bunnhuilsenden av stangen. Figur 7 illustrerer at ettersom hovedandelen av deformasjonen skal absorberes ved forlengelse av stammedelen mellom ankerne, kan en andel av deformasjonen også tas opp som en relativt kort langsgående glidebevegelse av et anker i den herdede støpemassen. Figur 8 er et isometrisk riss gjengitt fra W099/61749 Ferguson, som viser innhakk som danner "padleåreblad" - partideler dannet ved deformasjon av en del av en stålstang, hvor deformasjonen er utført ved anvendelse av en mekanisk eksentrisk skjærkraft på stangen. Figur 9 er et lengdesnitt gjengitt fra US2005/0158127, også til Ferguson, som viser et strekkelement eller strekkvaiere i et rør som er deformert av et todelt klammeranker.

Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen.

Fjellsikringsboiten ifølge oppfinnelsen er tilnærmelsesvis en bolt som gir de påkrevde egenskapene for en ideell bolt som beskrevet ovenfor. Den har blitt kalt en deformerbar bolt, forkortet "D-bolt". Den deformerbare bolten ifølge oppfinnelsen er en flerpunktsforankret bolt innrettet til å støpes med enten sement eller epoksylim i et borehull. Figur 1 viser et sideriss av bolten ifølge en grunnutførelse av oppfinnelsen, omfattende en fortrinnsvis glatt stålstangsstamme (1) med et begrenset antall av integrerte ankere (2a, 2b, 2c 2n) som er fordelt langs stangstammens lengde. Uttrykt med andre begreper omfatter oppfinnelsen en fjellsikirngsbolt for innstøpning i støpemasse (g) i et borehull (b), hvor fjellsikirngsboiten omfatter en langstrakt sylindrisk massiv stamme (1) omfattende langstrakte lengder av stammedeler (1s) adskilt ved integrerte ankere (2) fordelt med avstander (!_) langs stammens (1) lengde. Ankerne (2a) er innrettet for lokalt å bli forankret i forhold tii deres lokale borehullveggs partier for å ta opp belastning som oppstår på grunn av bergartsdeformasjon. Stammedelene (1s) er innrettet for å gli i forhold til støpemassen eller borehullet, slik at hver av stamme[del]ene (1s) tar opp lokal foriengelsesdeformasjon mellom par av et lokalt forankret foregående anker (2) og et lokalt forankret påfølgende anker (2).

Fjellsikirngsboiten ifølge oppfinnelsen som omfatter stammen (1) med integrerte ankere (2) er fortrinnsvis helt laget av stål. Andre metaller som både er sterke og deformerbare kan benyttes.

Ifølge en første anvendelse av fjellsikirngsboiten ifølge oppfinnelsen er stammepartiene (1s) innrettet til å ta opp lokal foriengelsesdeformasjon på grunn av langtids bergartsdeformasjon som kan oppstå i løpet av dager, måneder eller år etter utvirkning slik som det vil forekomme i svake, myke bergarter.

Ifølge en andre anvendelse av fjellsikirngsboiten ifølge oppfinnelsen kan stammepartiene (1s) ta opp kortvarige dynamiske belastninger slik som dynamiske belastninger på grunn av steinsprang eller eksplosjoner. Dette på grunn av det faktum at en lokal forlengelse av fjellsikirngsboiten på grunn av en plutselig utløst sprekk (vennligst se (c) i Fig. 2, som åpner seg til separat adskilte sprekkeoverflater ved flere centimeter, kan bli fordelt over omtrent 50 centimeter med stål ved å benytte en fjellsikringsbolt ifølge oppfinnelsen. Denne effekten kan ikke oppnås ved bruk av en kamjernsbolt hvor hver eneste del er forsynt med kamribber og således sitter fast i støpemassen, og som vil bli tvunget til å ta opp en lokal sjokkforlengelse (AU) over bare noen få centimeter, og således brytes, noe som ofte er erfaringen i bakgrunnsteknikken. På denne måten kan også dynamiske belastninger som ligner steinsprang, slik som eksplosjoner, bli absorbert uten at fjellsikirngsboiten brytes.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen skal bolten omfatte et gjenget parti (3a) anordnet i hodeenden og forsynt med en bolt (3b) for å holde en skive (3c) eller en plate mot en bergartsoverflate. Ifølge en ytterligere foretrukket utførelse kan den motsatte enden som skal utgjøre den innerste enden av fjellsikirngsboiten utstyres med en endemikser (4).

Avstanden mellom to påfølgende ankere er her benevnt med U og kan være jevn. Lengden av bolten er således i den foretrukne utførelsen omtrent L = n U, hvor n er antall stangsegmenter mellom ankeme (eller antallet ankere). Alternativt kan en ikke-jevn fordeling av ankere langs en del av stammen anvendes.

Fortrinnsvis er det i fjellsikirngsboiten ifølge oppfinnelsen stammepartier (1s) som er innrettet for å ha høyere deformasjonskapasitet per enhetslengde sammenlignet med ankeme (2). Videre ifølge oppfinnelsen kan de integrerte ankeme (2) fortrinnsvis være herdet for å forhindre at de blir deformert mens de belastes når de er festet i den herdede støpemassen, og for å forebygge at de slipes ned dersom de sklir i den herdede støpemassen.

Stammedelene (1s) er innrettet for å gli i forhold til den herdede støpemassen eller borehullet, slik at hver av stamme[dele]ne (1s) tar opp lokal foriengelsesdeformasjon mellom par av et lokalt forankret foregående anker (2) og et lokalt forankret påfølgende anker (2). Stangens stamme (1) av bolten har ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen en glatt, fortrinnsvis sylindrisk overflate. Stammedelene kan være mer eller mindre finslepne eller polerte ved hjelp av teknikker som kjemisk polering eller elektropolering. Overflaten kan videre være behandlet på en slik måte at overflaten av stangen har ingen eller neglisjerbart liten binding i forhold til den herdede støpemassen. En måte å oppnå denne målsetningen på er å belegge stangens overflate med et tynt lag med voks, lakk, maling eller annet ikke- heftende eller smørende middel. Når utsatt for strekkbelastning vil stangsegmenter mellom to tilstøtende ankere være mer eller mindre frie til å forlenge seg uten å koble seg mekanisk til den omkringliggende herdede støpemassen.

Under forlengelse under deformasjon kan stammen (1) gli i forhold til sin lokale borehullsomkrets ved å ha en overflate som frigjøres i forhold til den herdede støpemasse på grunn av diameterreduksjon på grunn av den såkalte Poisson-effekten.

Fjellsikringsboiten ifølge oppfinnelsen kan ha stammedeler (1s) som er overflatebehandlet for ikke å bindes til den herdede støpemassen. Dette kan oppnås ved help av kjemisk overflatebehandling slik som for eksempel ved å bli tilsatt et metalloksydlag på stammen (1).

Ved forankringspunktene er bolten mekanisk koblet til bergartsmassen. Et

grunnleggende krav til ankeme er at de er sterkere enn stangen. Dette medfører at stangen går inn i en flyttilstand før ankeme svikter. Ankeme kan ha forskjellige former. Formen på et anker vist i Fig. 1 er bare ett alternativ. Med dette alternativet er ankeret dannet på en enkel måte ved å flattrykke stangen i en diametral retning og utvide dimensjonen i retningen som står vinkelrett på. Naboankeme kan ha den samme flattrykte formen utført vinkelrett på flattrykningsretningen på inneværende anker. Fortrinnsvis, gitt at borehullet er mer eller mindre rett og har en jevn vegg, kan de jevnt fordelte ankeme gjøre at stålstangen unngår direkte kontakt med borehullsveggen, noe som kan hjelpe til at bolten i sin helhet er omsluttet av støpemasse. Dette kan gi en forbedret korrosjonsbeskyttelse for boltestammen sammenlignet med konvensjonelle bolter som bare har et bunnanker og et overflateanker.

Det er kjent innen bakgrunnsteknikken at for liminnstøpning kan en blandemekanisme kalt en endemikser legges til på bunnenden av bolten, vennligst se Fig. 6. Ett alternativ for endemikseren er å splitte stangens ende i en "Y"-form, vennligst se Fig. 6a. Andre alternativer, så som et blad sveiset på enden, vennligst se Fig. 6b, er også mulige for endemikseren.

En fjellsikirngsbolt ifølge oppfinnelsen kan forsterke bergarten på en slik måte som beskrevet nedenfor: Bergartsdeformasjonen vil primært belaste ankeme. Stangen, dvs. boltstammedelene mellom to tilstøtende ankere, vil i sin tur bli strukket og forlenget. Under ekstremt høye belastninger vil stangen gi etter og flyte. I noen tilfeller, for eksempel for en relativt svak støpemasse, kan ankeme til og med gli et lite stykke inne i støpemassen uten at man taper forsterkning. På grunn av disse to mekanismene kan bolten tåle en stor forlengelse samtidig som den utholder en stor belastning. Faktisk utnytter denne bolten i stor utstrekning stålmaterialets kapasitet både med hensyn til deformasjon og fasthet. Fjellforankringsvirkningen av bolten sikres ved segmentene mellom ankeme. Et tap av forankring ved ett individuelt anker påvirker kun den lokale forsterkningsvirkningen av bolten. I det hele tatt vil bolten fremdeles virke godt med tap av ett eller flere individuelle ankere, så lenge som ett eller flere av ankeme er fast i borehullet. Anta som et eksempel at gjengepartiet av bolten svikter og at forankringen ved overflaten går tapt. Resultatet av denne svikten er tap av forsterkning kun i boltesegmentet mellom gjengepartiet og det første ankeret som befinner seg nærmest overflaten. Resten av bolten blir ikke påvirket av at overflatesegmentets gjengeparti svikter fordi den fremdeles er godt forankret i bergartene ved de andre upåvirkede ankeme.

Gjengepartiet bør være minst like sterkt som stålstangen eller til og med sterkere. Derfor bør den nominelle diameteren for gjengepartiet være større enn stangens diameter slik at den effektive diameteren av gjengepartiet er lik eller større enn stangens diameter. Et annet alternativ er å utføre spesiell metallurgisk behandling av gjengepartiet slik at dets fasthet gjøres større enn for stangen. Deformasjonskapasiteten for gjengepartiet er ikke særlig av særlig betydning. Hovedpoenget med gjengepartiet er at gjengepartiet er så sterkt at stålstangen mellom gjengepartiet og det første ankeret har en mulighet til å gi etter. Dersom det blir gjort slik vil den største deformasjonen før stangens brudd være av vesentlig størrelse.

Et eksempel på en fjellsikringsbolt ifølge oppfinnelsen er gitt nedenfor og illustrert i

Fig. 3. Det antas at boltens parametre er gitt som følger.

Denne bolten har 5 boltesegmenter hvor hvert segment er (L - L) = 0,5 m langt. Tar man hensyn til flytforlengelsen kan hvert segment strekke seg opp til (0,5 m x 20%) = 10 cm. således kan hvert boltesegment (0,5 m langt) tåle en maksimal forlengelse på 10 cm. Samtidig kan det holde en belastning på mellom 150 og 200 kN. Det første segmentet av bolten (fra gjengepartiet til det første ankeret) kan være litt kortere enn de andre. I eksempelutførelsen er det om lag 0,4 m (U - U - U). den største forlengelsen av dette segmentet er (0,4 m x 20%) = 8 cm. For kamjemsbolter er det kun deformasjonskapasiteten for gjengepartiet som har noen betydning (Li, 2006a). Den største forlengelsen av den strekksatte delen av gjengepartiet er estimert til å være høyst 1 cm. Med et fastere gjengeparti ville den største forlengelsen av D-bolten ved veggoverflaten (8 cm) bli vesentlig forbedret sammenlignet med ordinært gjengede kamjemsbolter. Med en slik deformasjon / belastningskapasitet kan bolten utgjøre en tilfredsstillende virkning for bergartsforsterkning i sterkt deformerte eller steinsprang-utsatte bergartsmasser.

Fjellsikirngsboiten ifølge oppfinnelsen fremviser typisk en høy kapasitet både med hensyn til deformasjon og belastningsbærekraft. Videre er kvaliteten på bolteinstallasjonen pålitelig på grunn av dens flerpunkts-forankringsmekanisme. Bolten er spesielt egnet til bygnings- og gruveingeniørarbeid som står overfor problemet med stor bergartsdeformasjon eller steinsprang. Bolten kan gi en god forsterkning ikke bare i tilfelle av kontinuerlig bergartsdeformasjon (i myke og svake bergartsmaser), men også i tilfelle av lokal åpning av individuelle sprekker i fjellet (i blokkoppdelte bergartsmasser). Forflytningen ved åpning av en enkelt sprekk i fjellet vil bli holdt tilbake av de to ankeme som omslutter sprekken.

Ankerne kan utformes på forskjellige måter for å gi noen alternative former: Fig. 5a, b og c illustrerer alternative foretrukne utførelser av ankeme ifølge oppfinnelsen. Fig. 5a illustrerer en foretrukken utførelse av ankeret hvor en kort del av stammen har blitt flattrykt for å frembringe et utvidet integrert anker med to utspring i tverrsnittet og som avfases mot hver overgang til stammedelene. Avflatningen kan skje under en lett langsrettet samtidig stukning for å gi en flytgrense for ankeme som er høyere enn flytgrensen for de tilstøtende stammedelene. Fig. 5b illustrerer en foretrukket alternativ utførelse av ankeret hvor en kort del av stammen har blitt forkortet ved langsrettet stukning. Fig. 5c er en illustrasjon av et tre-utsprings anker som viser en viss avfasning i overgangssonen mot hver ende.

Litteraturhenvisninger

Bjomfot F. and Stephansson 0.1984. Mechanics of grouted rock bolts - field testing in hard

rock mining. Report BeFo 53:1/ 84, Swedish Rock Engineering Research Foundation. Li, CC. 2006a. A practical problem with threaded rebar bolts in reinforcing largely deformed

rock masses. Rock Mech Rock Engng. ISSN 0723-2632. (in press) Tilgjengelig direkte. Li, CC. 2006b. Rock support design based on the concept of pressure arch. Int. J. Rock

Mech. Min. Sei. 43(7), 1083-1090.

Li, CC and Marklund, P.-l. 2004. Field tests of the cone bolt in the Boliden mines.

Bergmekanikkdagen 2004, Oslo, 35.1-12. ISBN 82 91341 85 0.

Li, C. and Stillborg, B. 1999. Analytical models for rock bolts. Int. J. Rock Mech. Min. Sei.

36(8), 1013-1029. ISSN 1365-1609.

Stillborg B., Professional Users Handbook for Rock Bolting. Trans Tech Publications (2.

utgave) (1994).

Sun, X. 1984. Grouted rock bolt used in underground engineering in soft surrounding rock or in highly stressed regions. Proe. of Int. Symp. on Rock Bolting (redigert ved 0 Stephansson), A.A. Balkema, Rotterdam. 93-99

Claims (22)

1. En fjellsikirngsbolt for innstøpning i et borehull i fjell, hvor fjellsikirngsboiten omfatter: - en langstrakt sylindrisk massiv stamme (1) omfattende langstrakte lengder av stammedeler (1s) adskilt av integrerte ankere (2) fordelt med avstander (U) langs stangens (1) lengde, karakterisert ved - at ankerne (2) er innrettet for lokal forankring i forhold til deres lokale borehullveggpartier for å ta opp belastning som oppstår på grunn av bergartsdeformasjon, - hvor stammedelene (1s) er innrettet til å gli i forhold til støpemassen eller borehullet, slik at hver av stammedelene (1s) tar opp lokal foriengelsesdeformasjon indusert i bergartene mellom par av et lokalt forankret foregående anker (2a, 2b,...) og et lokalt forankret påfølgende anker (2b, 2c, ...).

2. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1s) er innrettet til å ta opp lokal foriengelsesdeformasjon på grunn av langtids bergartsdeformasjon.

3. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1 s) er innrettet for å ta opp korttids dynamiske belastninger slik som dynamiske belastninger som oppstår på grunn av steinsprang eller eksplosjoner.

4. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor avstandene (l_) mellom ankerne (2) er jevn.

5. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor stammen (1) med integrerte ankere (2) er av stål.

6. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1s) er innrettet til å ha høyere deformasjonskapasitet per enhetslengde sammenlignet med ankeme (2).

7. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor de integrerte ankeme (2) er herdet.

8. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor en første flytgrense for ankeme (2) er høyere enn en andre flytgrense for stammedelene (1s).

9. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1s) har en glatt overflate for å gli i forhold til støpemassen eller den lokale borehullveggomkretsen.

10. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 9, hvor bolten er mekanisk polert eller elektropolert.

11. fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1s) er innrettet til å gli i forhold til støpemassen eller borehullsomkretsen på grunn av diameterreduksjon på grunn av Poisson-effekten under strekning.

12. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor stammedelene (1 s) er utstyrt med et glidelag (6).

13. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 11 [12], hvor glidelaget (6) er voks eller maling.

14. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 1, hvor stamme[dele]n (1s) er overflatebehandlet for ikke å binde mot den herdede støpemassen.

15. Fjellsikringsboiten ifølge krav 14, hvor stamme[dele]ns (1) nevnte overflatebehandling er kjemisk, som for eksempel å bli tilsatt et metalloksydlag på stammen (1).

16. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor ankeme (2) er avfasede i den hensikt å dissipere energi ved å forflytte og deformere den omgivende støpemasse når den er hardt belastet.

17. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, omfattende en overflateforspenningsdel av stammen (1) med lengde (Lt ) utstyrt med gjenger (3a), en eller flere mutre (3b) og en eller flere skiver, trinser eller overflateplater (3c).

18. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 17, hvor gjengene (3a) har en effektiv diameter lik med eller større enn den effektive diameteren for stammen (1).

19. Fjellsikringsboiten ifølge krav 17, hvor gjengepartiet (3a) er herdet.

20. Fjellsikringsboiten ifølge krav 1, hvor en bunnhullsendedel av stammen (1) utstyrt med en endemikser (4).

21. Fjellsikirngsboiten ifølge krav 19 [20], hvor endemikseren (4) utgjøres av et endeanker (2).

22. Anvendelse av en forsterkningsbolt ifølge krav 1, for forsterkning av en betongkonstruksjon, for å motvirke dynamisk belastning i sement.