本发明涉及一种锚杆，尤其是涉及一种胀壳式可控变形锚杆。
背景技术：
1、随着我国经济水平的提高，大众对便捷化、多样化、个性化的交通运输需求日益增长，山区公路的建设日益重要。公路隧道在开挖后，通常采用锚杆支护保障隧道的稳定性。然而，复杂的工程地质条件和开挖扰动经常会导致锚杆支护失效，现场锚杆的过量装入和失效锚杆的补强工作产生大量了碳排放和资源浪费。因此有必要针对于隧道的塌方和大变形等问题，设计出一款现场易于安装，支护有保障的锚杆。从而在保证围岩稳定性的同时，减少施工工序，降低隧道的碳排放和资源消耗。
2、目前，隧道中常用的锚杆为水泥砂浆锚杆，该锚杆在安装的时候，需要用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，等水泥砂浆固化后，锚杆起到锚固的作用。但该种锚杆在使用时，需要清孔，注浆等一系列工序，施工时间较长，需要消耗大量的水泥砂浆，能源消耗高，此外，隧道内的气温和湿度也会影响固化时间，影响固化效果，后续一旦锚固段拉开，则失掉粘结力，使锚杆支护失效。对于普通的机械式锚杆，如管缝锚杆，该锚杆虽然构造简单，安装方便，但锚固力是由弹性的管壳外壁与围岩之间的摩擦力所提供，由于膨胀力小，锚杆外壁和围岩不够紧贴，锚固能力较弱。对于普通的胀壳锚杆，需要使用专用工具或方法对锚杆施加适当的张力，从而使锚杆的胀壳体膨胀并与周围岩体锚定。该种锚杆的胀壳体构造复杂，机械加工量大，当围岩较破碎，变形较大时，锚杆极易失效，后续的锚杆补强工作会造成碳排放和无效成本。
3、经过检索，申请公布号cn115059489a公开了胀壳式预应力锚杆，具体公开了：包括具有前端和后端的螺纹杆、装配于螺纹杆前端的楔套以及与所述楔套相配合的胀壳，所述螺纹杆带有第一螺纹，所述第一螺纹的至少部分螺纹牙上设有第二螺纹，所述第二螺纹的螺距小于所述第一螺纹的螺距，所述楔套与所述第二螺纹配合。但是，该现有技术胀壳体构造较为复杂。
4、综上所述，现有锚杆存在着能源消耗高、锚固能力弱和结构复杂的问题。因此，如何设计一种材料消耗少、锚固能力强且结构简洁的锚杆为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的能源消耗高、锚固能力弱和结构复杂的缺陷而提供一种胀壳式可控变形锚杆。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本发明的一个方面，提供了一种胀壳式可控变形锚杆，包括杆体、螺帽、托盘和套管，所述杆体穿入套管内且可在套管内滑动，所述杆体表面设有第一梯形肋纹，一端与螺帽通过螺纹连接，另一端设有膨胀段，所述膨胀段直径大于套管内径；所述套管内壁设有第二梯形肋纹，一端设有预制裂缝；所述托盘套设于杆体上，位于套管和螺帽之间。
4、作为优选的技术方案，所述的第一梯形肋纹和第二梯形肋纹形状相同，可相互嵌合。
5、作为优选的技术方案，所述的第一梯形肋纹和第二梯形肋纹均包括阵列排布的多个梯形肋纹。
6、作为优选的技术方案，所述的杆体膨胀段未穿入套管内为第一状态，穿入套管内为第二状态；所述第一状态时第一梯形肋纹和第二梯形肋纹之间具有初始间距，所述第二状态时第一梯形肋纹和第二梯形肋纹之间间距缩短或相互嵌合。
7、作为优选的技术方案，所述的膨胀段为圆台，所述圆台顶面直径等于杆体直径。
8、作为优选的技术方案，所述的圆台底面直径等于套管外径。
9、作为优选的技术方案，所述的杆体和套管为碳钢或高强度钢材质的杆体和套管。
10、作为优选的技术方案，所述的套管厚度为5mm。
11、作为优选的技术方案，所述的预制裂缝长度为套管长度的十分之一。
12、作为优选的技术方案，所述的预制裂缝靠近套管中部的一端设有预制圆孔。
13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14、1)本发明安装方便，降低施工碳排放；本发明在安装时，不需要额外的注浆，且锚杆的安装工序简单，降低了材料消耗与施工过程的碳排放；
15、2)本发明锚固性能好，安全可靠；本发明通过杆体膨胀段和梯形肋纹约束的方式，使锚杆具有较高的锚固力，能够对围岩起到很好的支护作用，且不易失效，避免了锚杆的补强和重复安装，节约成本的同时也降低了碳排放；
16、3)本发明适用于围岩大变形情况；本发明第一梯形肋纹和第二梯形肋纹预先留有一段距离，锚杆在初始装入时，允许围岩发生一定量变形，符合让压支护的原则；
17、4)本发明在加工制造时，可根据现场实际情况调整第一梯形肋纹和第二梯形肋纹之间的距离，以满足现场不同的变形量要求，使得围岩变形可控。
1.一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，包括杆体(1)、螺帽(2)、托盘(3)和套管(4)，所述杆体(1)穿入套管(4)内且可在套管(4)内滑动，所述杆体(1)表面设有第一梯形肋纹(11)，一端与螺帽(2)通过螺纹连接，另一端设有膨胀段(12)，所述膨胀段(12)直径大于套管(4)内径；所述套管(4)内壁设有第二梯形肋纹(43)，一端设有预制裂缝(42)；所述托盘(3)套设于杆体(1)上，位于套管(4)和螺帽(2)之间。
2.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的第一梯形肋纹(11)和第二梯形肋纹(43)形状相同，可相互嵌合。
3.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的第一梯形肋纹(11)和第二梯形肋纹(43)均包括阵列排布的多个梯形肋纹。
4.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的杆体膨胀段(12)未穿入套管(4)内为第一状态，穿入套管(4)内为第二状态；所述第一状态时第一梯形肋纹(11)和第二梯形肋纹(43)之间具有初始间距，所述第二状态时第一梯形肋纹(11)和第二梯形肋纹(43)之间间距缩短或相互嵌合。
5.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的膨胀段(12)为圆台，所述圆台顶面直径等于杆体(1)直径。
6.根据权利要求5所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的圆台底面直径等于套管(4)外径。
7.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的杆体(1)和套管(4)为碳钢或高强度钢材质的杆体(1)和套管(4)。
8.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的套管(4)厚度为5mm。
9.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的预制裂缝(42)长度为套管(4)长度的十分之一。
10.根据权利要求1所述的一种胀壳式可控变形锚杆，其特征在于，所述的预制裂缝(42)靠近套管(4)中部的一端设有预制圆孔(41)。
