本发明专利技术公开了一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统，整体包括检测控制系统和气体驱替系统两部分。检测控制系统通过温度传感器、湿度传感器、力传感器分别检测保护对象上方冻融土壤的温度、湿度和土壤间作用力，检测结果经过控制器分析后对气体驱替系统的电磁控制阀进行调控。气体驱替系统在检测控制系统的控制下实现空气压缩机及干燥器的启停，并加压干燥气体通过驱替气体管线传输至气体喷头，驱替气体经过气体喷头较为均匀的对冻融土壤中的水分及湿空气进行驱替，防止保护对象附近土壤出现冻胀情况。本发明专利技术有效预防了保护对象在冻融土壤区域的冻胀危害，可适用于预防埋地管线、桥基、路基等设施受冻胀损伤的场景。路基等设施受冻胀损伤的场景。
【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统
[0001]本专利技术涉及预防冻融土壤区冻胀灾害领域，尤其涉及采用气体驱替土壤中的土壤水分防止土壤冻胀。
技术介绍
[0002]我国幅员辽阔，北纬23
°
以北绝大部分区地区为冻土区域。多年冻土区覆盖率达16.6％，季节性冻土占国土面积58％。
[0003]冻融土壤在低温下冻结，由于水分冻结导致体积增大从而带来土壤冻胀危害。大面积的冻土区域对我国的公路及铁路路基、桥梁基础、埋地管线等设施造成较大的安全隐患。
[0004]我国对冻融土壤采取防冻胀的方法较多。有适用于铁路、公路等路面工程的基础四侧换土，采用较纯净的砂、砂砾石等粗颗粒土换填基础四周冻土，填土夯实，但此法工程量较大，经济效益低；还有较为经济的热管法，热管法无法实现对连续冻土冻胀危害的可靠预防。
[0005]我国交通、能源等领域存在较多需要预防冻土冻胀灾害的设施，提出一种适用于各类设施，且具备对连续冻融土壤预防其冻胀灾害的设计专利技术是重要的。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统。
[0007]为实现上述目的本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统，整体包括检测控制系统和气体驱替系统两部分。检测控制系统通过温度传感器、湿度传感器、力传感器分别检测保护对象上方冻融土壤的温度、湿度和土壤间作用力，检测结果经过控制器分析后对气体驱替系统的电磁控制阀进行调控。气体驱替系统在检测控制系统的控制下实现压缩空气的释放，通过驱替气体管线传输至气体喷头，气体经过气体喷头较为均匀的对冻融土壤中的水分或湿空气进行驱替，防止保护对象附近土壤出现冻胀情况。
[0009]优选地，所述检测控制系统通过两个以上传感器的检测数据作为检测结果判据，单个传感器数据不可作为检测控制系统的调控依据，提高检测控制系统的可靠性。
[0010]优选地，所述气体驱替系统通过压缩空气由气体喷头加速后较为均匀的将冻融土壤中的下渗水分或湿空气进行驱替，防止在保护对象附近土壤形成冻胀条件而对其产生损害。
[0011]优选地，所述的气体驱替系统中的气体喷头由于埋于土壤深处，较小的喷口采用防堵帽防止气体喷头喷口堵塞，提高气体驱替系统的可操作性和可靠性。
[0012]优选地，所述检测控制系统的控制器和气体驱替换系统的压缩气瓶和电磁控制阀均放置于非冻融土壤区的地下设备室内，对主要设备进行可靠保护，提高压缩空气驱替预
防土壤冻胀灾害系统的可靠性。
[0013]有益效果：
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0015]通过干燥压缩气体对保护对象上方的下渗水分和湿空气进行驱替，防止保护对象附近形成冻胀条件，降低保护对象受土壤冻胀的影响。通过两个以上的传感数据作为检测控制系统的结果判据，提高压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统的可靠性。通过对气体喷头加防堵帽和采用地下设备室对控制器、空气压缩机、干燥器、电磁控制阀进行保护，提高压缩空气驱替土壤水分及湿空气而预防土壤冻胀灾害系统的可操作性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术示意图；
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]实施例：
[0019]下面结合实施例及附图，对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的实施方案不限于此。
[0020]参照图1，说明本实施方式。本实施方式所述的一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统，整体包括检测控制系统和气体驱替系统两部分。将保护对象(1)埋设于1.6米深的冻融土壤区域，检测控制系统与气体驱替系统埋于保护对象(1)0.3米之上。检测控制系统通过温度传感器(2)、湿度传感器(3)、力传感器(4)分别检测保护对象(1)上方冻融土壤(14)的温度、湿度和土壤间作用力，两个及以上的传感器数据形成检测结果，检测结果经过控制器(5)分析后对气体驱替系统的电磁控制阀(7)进行调控。气体驱替系统在检测控制系统的控制下实现空气压缩机(6)和干燥器(15)的启停，通过驱替气体管线(8)传输至气体喷头(10)，干燥压缩气体经过气体喷头(10)较为均匀的对冻融土壤(14)中的水分或湿空气进行驱替，防止保护对象(1)附近土壤出现冻胀危害。气体喷头(10)外加防堵帽(11)防止喷口被堵，干燥压缩气体管线(8)末尾加管帽(12)分隔土壤冻融区域与非冻融区域。
[0021]以上所述，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压缩空气驱替预防土壤冻胀灾害系统，其特征在于：保护对象(1)，温度传感器(2)，湿度传感器(3)，力传感器(4)，控制器(5)，控制开关(7)，空气压缩机(6)，干燥器(15)，气体喷头(10)，防堵帽(11)，设备室(13)其中：所述保护对象(1)区域的冻融土壤段上方布置温度传感器(2)、湿度传感器(3)、力传感器(4)分别检测冻融土壤(14)的温度、湿度及土壤间作用力；所述控制器(5)在综合两个及以上传感器检测数据后对控制开关(7)进行调控，控制开关(7)控制空气压缩机(6)及干燥器(15)的启停；所述空气压缩机(6)及干燥器(15)开启后，干燥压缩气体通过干燥压缩气体管线(8)传输至冻融区域，干燥压缩气体经过气体喷头(10)加速后对冻融土壤(14)进行驱替，防止保护对象(1)附近土壤形成冻胀条件；所述气体喷头(10)外加防堵帽(11)以防土壤颗粒将气体喷口阻塞，所述的控制器(5)、空气压缩机(6)、控制开关(7)、干燥器(15)均设置于非冻融区域的地下设备室内(15)，以提高系统设备的安全性。2.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏波，石强强，唐烁，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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