季节冻土区膨胀土智能支挡结构制造技术

本发明专利技术公开了一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构，所述智能支挡结构包括钢板桩‑内支撑支挡体系、主要控制部件及风光互补供能系统三部分。本发明专利技术提出了一种经济合理的控制季节冻土区膨胀土膨胀侧移的有效方法，对主要控制部件引入智能控制技术，允许季节冻土区膨胀土产生一定的侧移（膨胀或者收缩）且不会给结构带来如产生额外的力或者位移使结构破坏或设计不经济等不利影响，同时不影响整个支挡体系的支挡性能且可按照非膨胀土体设计支挡结构及不需处理季节冻土区膨胀土。应用风力光伏两种发电方式的互补供能系统可以从不同的天气条件、甚至恶劣环境中获取绿色能量供给智能控制系统的使用，保证整个智能控制系统长期不间断正常工作。

Intelligent retaining structure of expansive soil in Seasonally Frozen Soil Region

The invention discloses a seasonal frozen area intelligent expansive soil retaining structure, the intelligent retaining structure including steel sheet pile supporting within the main control part and the complementary energy supply system, the three part of the system. The invention provides an economical and reasonable control of seasonal frozen area swelling method of lateral displacement, the introduction of the intelligent control technology of the main control unit, allowing the seasonal frozen soil area of expansive soil have a certain lateral displacement (expansion or contraction) and not to bring such additional structure force or displacement of the adverse effects of structural damage or design is not economic, but has no effect on the retaining structure of retaining properties and non expansive soil in accordance with the design of retaining structure and do not need treatment of expansive soil in seasonally frozen region. Application of two kinds of wind photovoltaic complementary power generation methods can be used for green energy supply system can obtain the intelligent control system in different weather conditions, even in a bad environment, the intelligent control system of long-term continuous work.

【技术实现步骤摘要】
季节冻土区膨胀土智能支挡结构
本专利技术属于环境岩土工程
，涉及一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构。
技术介绍
膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性会带来诸多例如地面抬升、沉降，建筑物不均匀沉降、开裂，边坡变形与蠕变，挡墙、地下室等支挡结构破坏、开裂，地下管道变形、破坏等工程破坏。在季节冻土区还有土的冻胀与融沉的影响。为了应对季节冻土区膨胀土所带来的不利影响，工程上通常采用物理方法、化学方法、生物方法等进行膨胀土的加固处理，即通过各种手段抑制膨胀土体的变形以期达到减少膨胀力对于结构的影响，同时应用物理化学方法以及保温等措施防止土的冻胀。而今，鲜有系统且科学地给出不通过对季节冻土区膨胀土体进行处理而采用允许膨胀土有一定的侧向变形并且不给结构带来例如使结构产生额外的力或者位移而使结构破坏或者设计不合理的不利影响的方法，更多是通过控制膨胀土的含水量、对膨胀土土性进行改良以及预先释放膨胀势和在膨胀土体中加筋等这些针对于膨胀土体的处理措施，并没有从允许膨胀土体产生一定变形来减小膨胀力的思路来进行处理，这使得工程上许多膨胀土处理都会造成经济浪费。另外现有的技术中鲜有通过智能控制技术主动控制季节冻土区膨胀土膨胀侧移的方法，此法可以使得对于膨胀土体的变形可以做到动态控制，此外在供能系统方面鲜有技术鲜有应用绿色能源来减少对于环境的破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种引入智能控制技术的有效、安全、可控的季节冻土区膨胀土智能支挡结构，它可以作为采用智能控制技术下的支挡结构解决膨胀土膨胀引起的工程破坏以及不经济设计，有效的用于指导在季节冻土区膨胀土区支挡结构的设计与施工。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构，包括钢板桩-内支撑支挡体系、主要控制部件及风光互补供能系统三部分，其中：所述钢板桩-内支撑支挡体系由作为围护构件的拉森钢板桩、钢冠梁、钢腰梁、水平钢内支撑、钢格构式立柱组成；所述水平钢内支撑由上水平钢内支撑和下水平钢内支撑构成，钢格构式立柱由左钢格构式立柱和右钢格构式立柱构成，左钢格构式立柱和右钢格构式立柱各自与上水平钢内支撑、下水平钢内支撑垂直相连，在所支挡范围内形成框架体系；所述钢冠梁与钢腰梁分别安装在上水平钢内支撑和下水平钢内支撑末端处；所述拉森钢板桩与钢冠梁、钢腰梁之间安装有主要控制部件，主要控制部件之间采用并联连接方式连接。所述主要控制部件选用伺服液压系统，由无线数据传感器、信号放大器、处理器、电气-机械转换器、伺服阀、液压缸、液压泵、电动机构成，无线数据传感器内置于液压缸内部，在施工区域附近安装信号放大器和处理器，处理器与电气-机械转换器相连接后接入伺服阀，伺服阀同时连接液压泵与液压缸，液压缸与拉森钢板桩紧密贴合。所述风光互补供能系统由风力异步发电机组、光伏太阳能薄膜电池组、发电控制器、铅酸蓄电池组、直流交流逆变器组成，光伏太阳能薄膜电池组与风力异步发电机经线路相连后分别接入发电控制器与铅酸蓄电池组中，发电控制器和铅酸蓄电池组与逆变器连接；由逆变器接出电力输出线路后通过三相五线连接方式与主要控制部件相连接。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术引入智能控制技术的支挡结构方法是通过允许膨胀土发生一定的侧移以此减小其对于结构的膨胀力的影响的一种新方法。2、本专利技术提出了一种经济合理的控制季节冻土区膨胀土膨胀侧移的有效方法，对主要控制部件引入智能控制技术，允许季节冻土区膨胀土产生一定的侧移（膨胀或者收缩）且不会给结构带来如产生额外的力或者位移使结构破坏或设计不经济等不利影响，同时不影响整个支挡体系的支挡性能且可按照非膨胀土体设计支挡结构及不需处理季节冻土区膨胀土。3、本专利技术通过对支挡结构应用无线以及集中处理技术进行智能控制以及信息处理，从而获得相关数据进而控制膨胀土侧移。4、在膨胀地区，智能支挡结构由于允许膨胀土体一定侧移，智能控制系统减小了含水量对于膨胀土膨胀影响，仅需要按非膨胀土地区的支挡结构设计即可并且不用对膨胀土本身进行处理。5、应用风力光伏两种发电方式的互补供能系统可以从不同的天气条件、甚至恶劣环境中获取绿色能量供给智能控制系统的使用，保证整个智能控制系统长期不间断正常工作。6、在主要控制部件对膨胀土的作用下，控制了侧移膨胀的同时，也同时使支挡结构获得了经济性，并且能够解决在季节冻土区膨胀土体的支挡结构的优化设计与施工方案合理确定，保证了控制膨胀土体膨胀侧移的合理性与经济性。附图说明图1是钢板桩—内支撑支挡体系的原理示意图；图2是主要控制部件的原理示意图；图3是风光互补供能系统的结构示意图；图中，1：拉森钢板桩、2：H型钢冠梁、3：H型钢腰梁、4：上水平钢内支撑、5：下水平钢内支撑、6：左钢格构式立柱、7：右钢格构式立柱、8：立柱间支撑、9：钢格构式立柱基础、10：主要控制部件、10-1：无线数据传感器、10-2：信号放大器、10-3：处理器、10-4：电气-机械转换器、10-5：伺服阀、10-6：液压缸、10-7：液压泵、10-8：电动机、11：风力发电机、12：光伏薄膜发电电池板、13：发电控制器:14：铅酸蓄电池组、15：直流交流逆变器、16：发电部分连接线路、17：电力输出线路、18：膨胀土体。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一：本实施方式提供了一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构，包括如下三方面内容：（1）钢板桩—内支撑支挡体系如图1所示，板桩—内支撑体系支挡由作为围护构件的拉森钢板桩1、H型钢冠梁2、H型钢腰梁3、水平钢内支撑、钢格构式立柱、立柱间支撑8组成。其中：所述水平钢内支撑由上水平钢内支撑4和下水平钢内支撑5构成，钢格构式立柱由左钢格构式立柱6和右水平钢内支撑7构成，左钢格构式立柱6和右钢格构式立柱7各自与上水平钢内支撑4、下水平钢内支撑5垂直相连，在所支挡范围内形成框架体系，用于承受钢水平支撑及其自身竖向荷载，以及由钢水平支撑传来水平荷载。所述水平钢内支撑和钢格构式立柱的相交节点之间设置有立柱间支撑8，在水平钢内支撑、钢格构式立柱的相交节点处应做成刚性连接形式，以保证水平支撑受到轴向力影响时计算长度尽可能减小。所述上水平钢内支撑4的端部安装H型钢冠梁2，下水平钢内支撑5的端部安装H型钢腰梁3。上水平钢内支撑4与H型钢冠梁2、下水平钢内支撑5与H型钢腰梁3也应做成刚性连接形式并于支座处及梁内作加劲肋以保证上述构件发生强度破坏之前不会发生失稳破坏。所述拉森钢板桩与H型钢冠梁、H型钢腰梁之间的空间内安装有主要控制部件10，使钢板桩、H型钢腰梁、H型钢冠梁及主要控制部件10之间紧密贴合但不挤压过紧，以免造成允许膨胀量损失。由于此支挡结构允许季节冻土区膨胀土产生一定侧移（膨胀或收缩），所以支护构件需要一定的柔性而不允许在发生较小变形的情况下其围护结构内部应力即接近破坏强度。而钢材所制成的钢板桩具有强度高、重量轻、延性好、表面规则、方便加工等特点，使其适合作为此支挡结构的围护结构。同上，钢水平支撑及钢冠梁、钢腰梁、钢格构式立柱以及立柱间钢支撑也同样适用于内支撑体系。其中拉森钢板桩群在受到季节冻土区膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构，其特征在于所述季节冻土区膨胀土支挡结构由钢板桩‑内支撑支挡体系、主要控制部件及风光互补供能系统三部分构成，其中：所述钢板桩‑内支撑支挡体系由作为围护构件的拉森钢板桩、钢冠梁、钢腰梁、水平钢内支撑、钢格构式立柱组成；所述水平钢内支撑由上水平钢内支撑和下水平钢内支撑构成，钢格构式立柱由左钢格构式立柱和右钢格构式立柱构成，左钢格构式立柱和右钢格构式立柱各自与上水平钢内支撑、下水平钢内支撑垂直相连，在所支挡范围内形成框架体系；所述钢冠梁与钢腰梁分别安装在上水平钢内支撑和下水平钢内支撑末端处；所述拉森钢板桩与钢冠梁、钢腰梁之间安装有主要控制部件，主要控制部件之间采用并联连接方式连接；所述主要控制部件选用伺服液压系统，由无线数据传感器、信号放大器、处理器、电气‑机械转换器、伺服阀、液压缸、液压泵、电动机构成，无线数据传感器内置于液压缸内部，在施工区域附近安装信号放大器和处理器，处理器与电气‑机械转换器相连接后接入伺服阀，伺服阀同时连接液压泵与液压缸，液压缸与拉森钢板桩紧密贴合；所述风光互补供能系统由风力异步发电机组、光伏太阳能薄膜电池组、发电控制器、铅酸蓄电池组、直流交流逆变器组成，光伏太阳能薄膜电池组与风力异步发电机经线路相连后分别接入发电控制器与铅酸蓄电池组中，发电控制器和铅酸蓄电池组与逆变器连接；由逆变器接出电力输出线路后与主要控制部件相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种季节冻土区膨胀土智能支挡结构，其特征在于所述季节冻土区膨胀土支挡结构由钢板桩-内支撑支挡体系、主要控制部件及风光互补供能系统三部分构成，其中：所述钢板桩-内支撑支挡体系由作为围护构件的拉森钢板桩、钢冠梁、钢腰梁、水平钢内支撑、钢格构式立柱组成；所述水平钢内支撑由上水平钢内支撑和下水平钢内支撑构成，钢格构式立柱由左钢格构式立柱和右钢格构式立柱构成，左钢格构式立柱和右钢格构式立柱各自与上水平钢内支撑、下水平钢内支撑垂直相连，在所支挡范围内形成框架体系；所述钢冠梁与钢腰梁分别安装在上水平钢内支撑和下水平钢内支撑末端处；所述拉森钢板桩与钢冠梁、钢腰梁之间安装有主要控制部件，主要控制部件之间采用并联连接方式连接；所述主要控制部件选用伺服液压系统，由无线数据传感器、信号放大器、处理器、电气-机械转换器、伺服阀、液压缸、液压泵、电动机构成，无线数据传感器内置于液压缸内部，在施工区域附近安装信号放大器和处理器，处理器与电气-机械转换器相连接后接入伺服阀，伺服阀同时连接液压泵与液压缸，液压缸与拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛晟亦，唐亮，耿琳，聂众，胡庆立，凌贤长，
申请(专利权)人：凌贤长，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23