本实用新型专利技术公开了一种自馈式边坡支护结构及预警装置，其包括边坡基体、信号塔、力学传感器、水质情况传感器、钢筋筋架、感应线缆、水质金属探头、膨胀土、混合石料、边坡防护网、排水沟、警示灯和电源，所述水质金属探头设置在膨胀土内，水质金属探头和水质情况传感器连接，力学传感器和水质情况传感器通过感应线缆，将所有数据传递给信号塔，信号塔再将所有数据通过无线信号发往最近的基站，再传送给数据采集器中，水质金属探头和水质情况传感器通过感应线缆与警示灯连接，当出现紧急情况时，变形情况反映给力学传感器和水质传感器，它们监测到突发情况发生，超过设定的安全阀值，通过报警用以告知警示来往行人和车辆。过报警用以告知警示来往行人和车辆。过报警用以告知警示来往行人和车辆。
【技术实现步骤摘要】
一种自馈式边坡支护结构及预警装置
[0001]本技术涉及膨胀土边坡支护领域的监测和预警，边坡支护结构具有自我反馈功能，并且配有预警系统。
技术介绍
[0002]膨胀土，亦称“胀缩性土”。浸水后体积剧烈膨胀，失水后体积显著收缩的黏性土。由于土中含有较多的蒙脱石、伊利石等黏土矿物，故亲水性很强。当天然含水率较高时，浸水后的膨胀量与膨胀力均较小，而失水后的收缩量与收缩力则很大；天然孔隙比愈大时，膨胀量与膨胀力愈小，收缩量与收缩力则大些。这类土对建筑物会造成严重危害，但在天然状态下强度一般较高，压缩性低，易被误认为是较好的地基。中国云南、贵州、四川、广西、河北、河南、湖北、陕西、安徽和江苏等地，均有不同范围的分布。对膨胀土地基，应做好地表的防渗与排水措施，也可适当加大基础荷载与基础深度以及提高建筑物的刚度并设沉降缝；或将持力层范围内的膨胀土挖除，用砂或其他非膨胀土回填。
[0003]膨胀土因含有大量亲水性矿物，具有吸水显著膨胀、软化，失水急剧收缩、开裂的特点，膨胀土边坡支护结构突然遭遇大暴雨情况或者适逢干旱天气，其结构整体稳定性、完整性和安全性都极易出现问题。所以对其进行实时监测就显得尤为重要，但安排人员每日进行人工监测不仅耗费人力，成本上也不具有推广性，显然，其结构本身需要能够自我反馈，将支护结构中膨胀土的应力应变等数据实时传递给终端，如果发生破坏变形情况，相关部门可以第一时间知悉并做出反应。但如果事发突然，边坡支护结构出现突发性结构破坏状况，相关维护人员无法及时赶到，这时便需要设置报警装置，告知路过的车辆行人此处有通行危险。
技术实现思路
[0004]基于此，本专利将庞大复杂的挡墙结构离散化，用有限个易于分析的单元体来表示该挡墙结构。整体挡墙结构(主要是砌筑在结构中的膨胀土)的受力变形情况通过交叉捆绑于钢筋架上的感应线缆传递给力学传感器，传感器将得到的数据全部汇入信号塔，信号塔再将数据通过无线信号发往最近的基站，再发往相关办公部门的数据采集器中。
[0005]其包括边坡基体、信号塔、力学传感器、水质情况传感器、钢筋筋架、感应线缆、水质金属探头、膨胀土、混合石料、边坡防护网、排水沟、警示灯和电源，所述水质金属探头设置在膨胀土内，水质金属探头和水质情况传感器连接，力学传感器和水质情况传感器通过感应线缆，将所有数据传递给信号塔，信号塔再将所有数据通过无线信号发往最近的基站，再传送给数据采集器中，水质金属探头和水质情况传感器通过感应线缆与警示灯连接，边坡基体底部设置有排水沟。
[0006]所述边坡防护网采用高强度钢丝绳柔性网，覆盖或者紧固在边坡基体上，边坡防护网与钢筋筋架固定连接。
[0007]所述钢筋筋架由单个筋架单元体固定连接组成，筋架单元体的尺寸为50
×
50
×
50cm的正方体钢筋筋架结构，将十二根钢筋焊接成一个钢筋筋架，感应线缆交叉捆绑在其每个面上。
[0008]所述膨胀土填充在钢筋筋架内。
[0009]排水沟的横截面为半圆形。
[0010]力学传感器、水质情况传感器和信号塔均与电源相连。
[0011]所述警示灯为红色。
[0012]所述混合石料铺筑在远离边坡基体的边缘钢筋筋架上。
[0013]边坡防护网采用高强度钢丝绳柔性网作为主要构成部分，以覆盖、紧固坡面的方式来防治坡面碎石和膨胀土土体滚落等危害。
[0014](1)支护能力——将钢筋筋架组合安装起来，作为挡墙的主要承力部分，在其上填筑膨胀土，膨胀土既可以压实固定好钢筋筋架，钢筋筋架也可以限制约束膨胀土的变形，进而提高整体挡墙的承载能力和稳定性，实现“1+1>2”的效果。并且在边缘筋架上堆积压实碎石等，可以进一步压实和约束膨胀土，再用边坡防护网与筋架连接，防止碎石滚落等。并且由于有孔隙存在，利于水分排出。排水沟设计成半圆形，可以用最少的材料造出最大的排水面积。
[0015](2)监测能力——钢筋筋架中填筑的膨胀土，在遇水和失水时，会发生体积变形，进而交叉捆绑安装在筋架上的感应线缆也会同时受到影响，感应线缆受到影响后，随即将受到的影响程度，即膨胀土的变形情况，通过电线传送到力学传感器中。水质金属探头用来探测膨胀土中的水质变化情况(例如含水率)，将收集到的数据传递到水质情况传感器。力学传感器和水质传感器通过电线，将所有数据传递给信号塔，信号塔再将所有数据通过无线信号发往最近的基站，再传送给相关办公部门的数据采集器中。力学传感器、水质传感器和信号塔均与电源相连，电源根据实际情况选择大型蓄电池或者直接与最近的供电场所相连，光照情况好的地区，还可以选择太阳能供电。
[0016](3)预警能力——当出现紧急情况时，变形情况反映给力学传感器和水质传感器，它们监测到突发情况发生，超过设定的安全阀值，便会立即通过电线发送信号给警示灯，警示灯变亮(显示为红灯)，用以告知警示来往行人和车辆。
附图说明
[0017]图1是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的结构示意图。
[0018]图2是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的钢筋筋架示意图。
[0019]图3是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的钢筋筋架组合示意图。
[0020]图4是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的钢筋筋架其他一种组合示意图。
[0021]图5是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的钢筋筋架另外一种组合示意图。
[0022]图6是本技术一种自馈式边坡支护结构及预警装置的边坡防护网示意图。
具体实施方式
[0023]图2
‑
5所示，单个筋架单元体的尺寸为50
×
50
×
50cm的正方体钢筋筋架结构，将十
二根规定尺寸的钢筋焊接成一个钢筋筋架，感应线缆交叉捆绑在其每个面上，钢筋尺寸型号要根据实际项目具体分析。筋架有A、B和C三种类型，如图2
‑
1所示，所有伸出去的部分都为20cm长的钢筋(比之筋架钢筋要稍细一些)，而另一端则为20cm长的空心钢筋，用于容纳别的筋架的外延部分，便于筋架间进行组装，A、B和C三种类型分别对应不同的安装部位，特别的，C型钢筋没有外延钢筋，但是相邻三个面均有20cm长空心钢筋，同理，也是用于容纳其它筋架的外延部分。
[0024]之所以不采用对钢筋直接进行焊接形成整体结构框架的方法，是因为离散成单个单元体，不仅易于制作、运输和安装，而且在对整体结构的宏观监测上更有把握，更是能在出现问题时，直接反映出是哪一个单元部分出现了状况，帮助工作人员直达病灶，进行处理。
[0025]单元筋架的安装组合示意图如图2
‑
2所示，A、B和C三种类型筋架类型的使用位置也在图中标出，其中，两个筋架组合接触面只需要在其中一个筋架上安装感应线缆即可。(图中的单元筋架使用个数仅为举例，实际使用个数要根据具体情况进行判断)
[0026]如图1和6所示，一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自馈式边坡支护结构及预警装置，其特征在于：包括边坡基体(1)、信号塔(2)、力学传感器(3)、水质情况传感器(4)、钢筋筋架(5)、感应线缆(6)、水质金属探头(7)、膨胀土(8)、混合石料(9)、边坡防护网(10)、排水沟(11)、警示灯(12)和电源(13)，所述水质金属探头(7)设置在膨胀土(8)内，水质金属探头(7)和水质情况传感器(4)连接，力学传感器(3)和水质情况传感器(4)通过感应线缆(6)，将所有数据传递给信号塔(2)，信号塔(2)再将所有数据通过无线信号发往最近的基站，再传送给数据采集器中，水质金属探头(7)和水质情况传感器(4)通过感应线缆(6)与警示灯(12)连接，边坡基体(1)底部设置有排水沟(11)。2.根据权利要求1所述的一种自馈式边坡支护结构及预警装置，其特征在于：所述边坡防护网(10)采用高强度钢丝绳柔性网，覆盖或者紧固在边坡基体(1)上，边坡防护网(10)与钢筋筋架(5)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种自馈式...
【专利技术属性】
技术研发人员：何乃武，孙光吉，武鹏，邓小龙，王晓帆，于新生，
申请(专利权)人：中国公路工程咨询集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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