สลักเกลียวหินเชลล์ขยายตัวเป็นอุปกรณ์เสริมแรงหินเชิงกลประเภทหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมใต้ดิน (เช่น เหมือง อุโมงค์ และถ้ำใต้ดิน) เพื่อรักษาเสถียรภาพของมวลหินที่ร้าวหรือหลวม
หลักการทำงานหลัก
พวกเขาอาศัยการขยายตัวทางกลเพื่อสร้างแรงเสียดทานและแรงจับยึดระหว่างสลักเกลียวและหลุมเจาะหิน ส่วนประกอบสำคัญคือส่วนต่อขยาย (ปลอกแยกรูปลิ่ม) ที่ติดตั้งที่ส่วนท้ายของสลักเกลียว เมื่อขันโบลต์ให้แน่น (โดยปกติแล้วจะมีน็อตอยู่ที่ปลายที่เปิดออก) เปลือกส่วนขยายจะถูกบีบอัดด้วยลิ่ม ทำให้โบลต์ขยายออกไปด้านนอกและกดให้แน่นกับผนังด้านในของรูเจาะ สิ่งนี้จะสร้างแรงเสียดทานในแนวรัศมีที่รุนแรง โดยยึดโบลต์ไว้อย่างแน่นหนากับหิน จากนั้นโบลต์จะสามารถรับแรงดึงเพื่อป้องกันการพังทลายหรือการเคลื่อนตัวของหิน
โครงสร้างพื้นฐาน
เปลือกขยายตัวการประกอบ: ส่วนยึดหลักประกอบด้วยปลอกเหล็กแยกและลิ่มที่เข้ากัน จำนวนรอยแยกในปลอกสามารถปรับได้ตามความต้องการทางวิศวกรรม
ตัวโบลต์: แท่งเหล็ก (โดยปกติจะเป็นเหล็กเกลียว) ที่เชื่อมต่อกับเปลือกขยายตัวและส่วนประกอบยึดพื้นผิวและส่งแรงดึง
ส่วนประกอบยึดพื้นผิว: รวมถึงแหวนรองและน็อต การขันน็อตให้แน่นจะดันลิ่มเพื่อบีบอัดเปลือกส่วนขยาย และแหวนรองจะกระจายแรงกดอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวหิน
ลักษณะสำคัญ
การยึดอย่างรวดเร็ว: สามารถบรรลุผลการยึดได้ทันทีหลังจากขันน็อตให้แน่น โดยไม่ต้องรอให้ยาแนวแข็งตัว (ต่างจากสลักหินยาแนว) ซึ่งเหมาะสำหรับสถานการณ์การสนับสนุนเร่งด่วน
การยึดเชิงกล: ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุยาแนว ซึ่งสะดวกสำหรับการก่อสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำมากหรือมีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งยาแนวไม่แข็งตัวง่าย
ความลึกในการยึดที่จำกัด: แรงยึดที่มีประสิทธิภาพส่วนใหญ่มาจากการสัมผัสระหว่างเปลือกขยายตัวและผนังหลุมเจาะโดยทั่วไปจึงใช้เป็นวัสดุรองรับชั่วคราวหรือระยะสั้น สำหรับความต้องการความมั่นคงสูงในระยะยาว โบลต์หินยาแนวมีความเหมาะสมมากกว่า
ติดตั้งและถอดง่าย: กระบวนการดำเนินการนั้นง่ายดาย และสามารถถอดออกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้หากจำเป็น (ภายใต้สมมติฐานของการรับรองความปลอดภัยของโครงสร้าง)
สถานการณ์การใช้งานทั่วไป
การสนับสนุนชั่วคราวในถนนเหมืองและหน้าผา
การเสริมกำลังฉุกเฉินของส่วนหินที่ร้าวระหว่างการขุดอุโมงค์
รองรับงานวิศวกรรมใต้ดินขนาดเล็กที่มีอายุการใช้งานสั้น