一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置与流程

本发明是一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置，涉及坠落式危岩稳定性和智能材料胶囊的运用等相关领域。

背景技术：

危岩是指陡坡或陡崖上被各类结构面分割可失稳的岩体，是西南山区常见的一种地质灾害类型，因其失稳过程的突然性强，往往造成严重的灾害。中国是一个多山国家，特别是西南山区，危岩变形崩塌现象时有发生，这对发生地周围的人和物将会带来巨大的危害，往往造成严重的灾害，因此，对危岩体进行加固处理就显得尤为重要。

其中，坠落式危岩是指重心位于指控结构面下方，在自重作用下沿主控结构面拉断并发生竖直坠落破坏的危岩。其主控结构面一般为近水平或反倾坡内的层面或裂隙，危岩体重心位于主控结构面之下，多发于由巨厚层或块状岩体构成的山体之上，一般规模较小。当危岩体因自重产生的拉应力超过危岩体顶部结构面的岩石抗拉强度时即发生破坏。

现今科技社会，新材料领域的研究发展重点是具有稳定自我修复功能的新型智能材料。2001年，white等人在《nature》上第一次提出了微胶囊自我修复方法。在微胶囊中加入修复剂，当材料开裂时，裂纹延伸使得混合在材料中的微胶囊也同步开裂，释放出修复剂，达到自我修复的目的。“自我修复”是指利用已含有修复物质的材料自动修复损坏部分，如将液态的修复体系包裹在脆性容器内，构件内含有包有修复液的容器，一旦构件被撞击破坏，容器破损，其中的修复液就会流出，将受损部分修复。由此可见，对坠落式危岩进行胶囊加固具有可行性。

技术实现要素：

本发明实施例采用一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置，利用该方法及装置能够预防坠落式危岩造成的突然崩裂情形的发生，坠落式危岩继续产生微小裂缝时能够快速修复从而对其进行加固，建立满足工程需要的一种方法及装置，本发明提供的一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

通过胶囊技术，使胶囊薄膜包裹着坠落式危岩修复粘结液；提前对坠落式危岩裂缝中两边需安放胶囊的范围内进行喷涂黏结剂处理，利用装置使胶囊深入进入到黏结剂范围内进行黏结，使胶囊能够与两边的危岩充分黏结；当坠落式危岩继续进行开裂时，此时，对黏结在裂缝中的胶囊将会施加一个拉力，此拉力将包裹在胶囊中的修复粘结液冲破胶囊薄膜而达到对坠落式危岩加固修复的作用。

所述实施方法具体为：步骤一，进行前期准备工作，检查胶囊是否完好，对于需要处理的坠落式危岩进行相关处理，使黏结剂范围内的岩体能够顺利将胶囊黏结在此处；步骤二，利用装置将黏结剂输送到处理的岩体裂缝中两边需安放胶囊的范围内，使胶囊能够与两边的危岩充分黏结，并检查胶囊注入型装置是否可以正常使用；步骤三，利用基于胶囊自修复的坠落式危岩加固装置使胶囊进入到充满黏结剂的危岩范围内；步骤四，待当坠落式危岩继续进行开裂时，此时，对黏结在裂缝中的胶囊将会施加一个拉力，此拉力将包裹在胶囊中的修复粘结液冲破胶囊薄膜而达到对坠落式危岩加固修复的作用。

一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固装置，其中：主要装置包括：胶囊注入型装置，辅助装置包括黏结剂系统装置、黏结池装置、输送装置

所述胶囊注入型装置，此装置是帮助胶囊能够进入到充满黏结剂的坠落式危岩裂缝中的一种原理简易装置，其目的是用来将胶囊送入坠落式危岩裂缝之中；其简易装置具体包括枪头装置(10)、枪颈装置(11)、螺丝加紧装(12)、材料口拦截装置(13)、推进装置(14)、推进头装置(15)、枪筒装置(16)、材料入口装置(17)。

进一步地，枪头装置(10)：通过此装置将胶囊送入充满黏结剂的坠落式危岩裂缝中去。

进一步地，枪颈装置(11)：此装置用于连接枪头与枪筒，使胶囊能够顺利的进行输送。

进一步地，螺丝加紧装置(12)：用于加固枪颈与枪筒之间的连接。

进一步地，材料口拦截装置(13)：当往枪筒中装材料时打开该装置，有防治操作过程中材料洒出来的作用。

进一步地，推进装置(14)：用于人工推进材料从枪头流出，其推力远远小于胶囊薄膜破裂所需要的力。

进一步地，推进头装置(15)：微胶囊推进过程中主要接触装置。

进一步地，枪筒装置(16)：用于装胶囊材料。

进一步地，材料入口装置(17)：通过此装置将胶囊材料装入枪筒中。

所述黏结剂系统装置：该装置是控制黏结剂能够顺利达到坠落式危岩裂缝中。

所述黏结池装置：该装置是装有黏结剂并控制黏结剂进行输送。

所述输送装置：该装置进行黏结剂的输送，将黏结剂输送到坠落式危岩的裂缝中。

所述黏结剂系统装置中的黏结剂输送装置控制着胶囊的输送开始、输送结束、输送的速度；控制装置包括输送装置两端的开启与关闭。

所述黏结池装置的黏结剂控制口装置是为了控制黏结剂进入输送装置时的开启与关闭，动力装置为输送黏结剂提供动力。

所述输送装置是为了更好将黏结剂送到坠落式危岩处理处，动力装置提供动力。

附图说明

图1为本发明方法原理流程图；

图2为本发明方法实施流程图；

图3为本发明辅助装置总体装置图；

图4为本发明胶囊注入型装置剖面图；

图5为本发明胶囊注入型装置总体图；

图6为本发明的布置示意图；

图中部件标记为：枪头装置(10)、枪颈装置(11)、螺丝加紧装置(12)、材料口拦截装置(13)、推进装置(14)、推进头装置(15)、枪筒装置(16)、材料入口装置(17)；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方法及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明实施例提供了一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置的实施过程，证明了该方法及装置在加固坠落式危岩方面的可行性，有效性和可实现性。

需要说明的是，该方法提供的是一种原理方法，具体实施时可根据具体情况进行相应的处理，但原理特征不变。

需要说明的是，推送黏结剂的辅助装置仅仅作解释说明该装置的原理。

需要说明的是，胶囊注入型装置的枪头装置(10)的长度可根据坠落式危岩裂隙的深度进行相应的更换。

所述加固方法的创新之处在与：所述加固方法请参照图1，通过胶囊技术，使胶囊薄膜包裹着坠落式危岩修复粘结液，提前对坠落式危岩裂缝中两边需安放胶囊的范围内进行喷涂黏结剂处理，使胶囊能够与两边的危岩充分黏结，利用装置使胶囊深入进入到黏结剂范围内进行黏结，当坠落式危岩继续进行开裂时，此时，对黏结在裂缝中的胶囊将会施加一个拉力，此拉力将包裹在胶囊中的修复粘结液冲破胶囊薄膜而达到对坠落式危岩加固修复的作用。

所述加固实施方法步骤请参照图2，

步骤一，进行前期准备工作，检查所需要的修复粘结液是否被胶囊膜包裹完好，对于需要处理的坠落式危岩进行处理，使黏结剂范围内的岩体能够顺利将胶囊黏结在此处；

步骤二，利用装置将黏结剂输送到处理的岩体裂缝一定范围内，并使胶囊能够与两边的危岩充分黏结，并检查胶囊注入型装置是否可以正常使用；

步骤三，利用基于胶囊自修复的坠落式危岩加固装置使胶囊进入到充满黏结剂的危岩范围内；

步骤四，待当坠落式危岩继续进行开裂时，此时，对黏结在裂缝中的胶囊将会施加一个拉力，此拉力将包裹在胶囊中的修复粘结液冲破胶囊薄膜而达到对坠落式危岩加固修复的作用。

所述辅助装置请参照图3，黏结剂系统装置为中央处理器，与黏结池装置、输送装置进行相连接，黏结剂装置与输送装置通过螺丝或其他可拆卸的工具进行连接；黏结剂系统装置：该装置是整个装置的中央控制中心，包括黏结剂输送装置：其实施时具体功能为控制着黏结剂的输送开始、输送结束、输送的速度；控制装置：实施时应控制输送装置两端的开启与关闭；黏结池装置包括黏结剂控制口装置：实施时起到黏结剂进入输送装置的开启与关闭，动力装置：提供输送时的动力；输送装置包括输送管道装置，动力装置，提供输送运送的动力。

所述加固装置请参照图4，胶囊注入型装置：其装置由枪头装置(10)、枪颈装置(11)、螺丝加紧装置(12)、材料口拦截装置(13)、推进装置(14)、推进头装置(15)、枪筒装置(16)和材料入口装置(17)组成。

所述胶囊注入型加固装置请参照图5，所述枪头装置(10)通过螺丝加紧装置(12)与枪颈装置(11)进行牢固连接，当枪头损坏时，可通过螺丝加紧装置进行更换；材料口拦截装置(13)和材料入口装置(17)与枪筒装置(16)整体进行连接；推进装置(14)的杆件与推进头装置(15)连接，顺利的完成微胶囊材料的推送任务。

所述装置对坠落式危岩进行加固的示意图请参照图6，阴影部分即为黏结剂和胶囊所处位置。

所述推进装置部分与胶囊材料直接接触的推进头应对其进行橡胶粘贴保护，防止微胶囊与推进头发生作用。

所述胶囊注入型装置的内表皮都应进行贴膜或其他处理，为了防止胶囊与装置内表皮进行反应作用，另外，在具体实施过程中若需要进行特殊处理应进行处理。

所述加固胶囊注入型装置在实施时应对其进行清理以及防锈蚀处理。

以上所述的实施例仅作解释说明本发明的方法及装置。此外，本发明提供的一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置只是根据其原理来进行阐述的，具体实施时有可能会增加其他的一些辅助设施，但并不影响其装置的使用。本发明提供的一种基于胶囊自修复的坠落式危岩加固方法及装置所采用的加固方法比较简单适用，加固效果比较突出，并且最大优势在于能够预防坠落式危岩突然崩塌造成严重的危害损失的优点，这一加固方法可以有效的对危岩的突然坠落进行预防及制止。