8能否达到开启闭合的功能，对整个设计起着决 定性作用。
[0081] 为此，通过建立数学模型来进行验证，如图12所示，初始位置下（粧体内无水），第 二横杆8-4和第一横杆8-3在自重下水平，横向抵住进水管孔盖6-3,以免进水管孔盖6-3 被粧后的动水打开。当节点B受到竖直向上的力（浮力）后，第二横杆8-4会绕圆心(^向 上发生旋转，并牵动第一横杆8-3向上变形，第一横杆8-3再牵动进水管孔盖6-3绕固定点 圆心0 2向上旋转，即将调节进水管组6的出水口 6-2孔口打开。
[0082] 另外，由粧体内外的水压差形成的动水作用，出水口6-2孔口可进一步打开。其 中，第二横杆8-4和第一横杆8-3之间运动的迹线可通过以下方程来反映：
[0083](sina-〇. 05+0. 05cosy) 2+ (2~cosa-〇. 05siny) 2=1
[0084] sinf3 =sina-〇. 05+0. 05cosy
[0085] 式中a为第二横杆8-4旋转的角度；0为第一横杆8-3随之变形的角度；y为进 水管孔盖6-3旋转的角度。计算的结果如下表1所示。（B、A代表图12、13中第一横杆8-3 的两端点）
[0086] 表1计算结果统计表
[0087]
[0088]
[0089]
[0090]
[0091] 从上表1可以得出杆件运动的最终位置，第二横杆8-4向上旋转的最终角度 为14. 3490°，第一横杆8-3和进水管孔盖6-3随之旋转的最终角度为10. 8598 °和 100.8598°。据此作图，可以得到第一横杆8-3最终与进水管孔盖6-3重合，如图13所示， 圆心0 2与B'之间的长度为1050mm，是第二横杆8-4、第一横杆8-3与进水管孔盖6-3半径 之和。到此位置后，第一横杆8-3的运动受进水管孔盖6-3约束而使开孔装置8不会再向 上移动。
[0092] 综上所述由开孔装置8的初始位置和最终位置的计算结果可知，开孔装置8可实 现自动排水的功能。
[0093] 本发明中，称粧体的承受滑坡推力一侧为粧后，反之为粧前。
【主权项】
1. 一种自动调节水位的排水抗滑粧，包括混凝土灌注于钢筋笼上而形成的粧体（1)， 其特征在于： 粧体由混凝土粧体（1)以及设置于混凝土粧体（1)上的矩形空心粧体（2)组成，粧体外 侧围有外钢模板（3)，矩形空心粧体（2)上围有内钢模板（4)，矩形空心粧体（2)的受拉端一 侧上部沿纵向平行设置有多组进水管组（5)，矩形空心粧体（2)的受拉端一侧下部沿纵向 平行设置有多组调节进水管组（6)，矩形空心粧体（2)的受压端一侧沿纵向平行设置有多 组出水管组（7); 进水管组（5)由多个平行的水平放置的连通内钢模板（4)和外钢模板（3)的进水管 (5-1)组成，调节进水管组（6)由平行的水平放置的连通内钢模板（4)和外钢模板（3)的调 节进水管（6-1)组成，各调节进水管组（6 )的出水口（ 6-2 )处安装有进水管孔盖（6-3 )，进水 管孔盖（6-3)上端与内钢模板（4)铰接，进水管孔盖（6-3)与安装于矩形空心粧体（2)的空 心体内的开孔装置（8)连接； 出水管组（7)由多个平行的连通内钢模板（4)和外钢模板（3)的出水管（7-1)组成，出 水管（7-1)内安装有只能向外单向打开的出水管孔盖（7-2)。2. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：矩形空心粧 体（2)的底端距离边坡滑动带的距离为1米。3. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：进水管组（5) 以及调节进水管组（6)的数量之和少于出水管组（7)的数量，最下方出水管组（7)的安装位 置高于库水位最低水位1~3米。4. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：出水管组（7) 中，各出水管（7-1)按3%~6%的坡度斜向放置。5. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：钢筋笼、外钢 模板（3)、内钢模板（4)、多组进水管组（5)、多组调节进水管组（6)、多组出水管组以及多个 开口装置形成一个整体。6. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：开孔装置（8) 中，竖杆（8-2) -端与浮体（8-1)连接，竖杆（8-2)另一端与第一横杆（8-3)及第二横杆 (8-4)铰接，第一横杆（8-3)与第二横杆（8-4)铰接，第一横杆（8-3) -端与进水管组（5)的 进水管孔盖（6-3 )铰接，第二横杆（8-4 ) -端与内钢模板（4 )铰接。7. 根据权利要求6所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：铰接的第一 横杆（8-3)与第二横杆（8-4)上方设置有相配合的两铰接档盖（8-5)。8. 根据权利要求1所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧，其特征在于：粧体前后填 筑有反滤层（11)。9. 一种自动调节水位的排水抗滑粧的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 1) 设计进水管组（5)、调节进水管组（6)及出水管组（7):根据地下水的分布情况和粧 体的尺寸，合理设计进水管组（5)、调节进水管组（6)及出水管组（7)的大小、数量和位置； 2) 制作钢筋笼、外钢模板（3)和内钢模板（4)形成整体骨架：在考虑进水管组（5)、调节 进水管组（6)及出水管组（7)的大小、数量和位置的前提下，按粧体受力配置钢筋笼、外钢 模板（3)和内钢模板（4); 3) 安装开孔装置（8):在整体骨架的内钢模板（4)形成的空腔内，根据设计安装开孔装 置(8); 4) 安装进水管组（5)、调节进水管组（6)及出水管组（7):根据设计在整体骨架上安装 进水管组（5)、调节进水管组（6)及出水管组（7)，制成钢筋笼、外钢模板（3)、内钢模板（4)、 多组进水管组（5 )、多组调节进水管组（6 )、多组出水管组以及多个开口装置形成的整体； 5) 将步骤4)制成的整体放进开挖好的粧孔中，在整体前后填筑反滤层（11); 6) 向填筑好反滤层（11)的整体内浇筑混凝土成型， 即制成自动调节水位的排水抗滑粧。10.根据权利要求8所述的一种自动调节水位的排水抗滑粧的施工方法，其特征在于： 步骤4)中，若采用人工挖孔的方式，则需在外钢模板（3)和内钢模板（4)上相应位置预留进 水与出水孔口，孔径略大于进水管、出水管的管径。
【专利摘要】一种自动调节水位的排水抗滑桩，包括混凝土灌注于钢筋笼上而形成的桩体，桩体由混凝土桩体以及设置于混凝土桩体上的矩形空心桩体组成，桩体外侧围有外钢模板，矩形空心桩体上围有内钢模板，矩形空心桩体的受拉端一侧上部沿纵向平行设置有多组进水管组，矩形空心桩体的受拉端一侧下部沿纵向平行设置有多组调节进水管组，矩形空心桩体的受压端一侧沿纵向平行设置有多组出水管组，矩形空心桩体安装有开孔装置。本发明提供的一种自动调节水位的排水抗滑桩及其施工方法，可以解决不能自动调节水位、操作困难、造价高的问题，能错峰降水，减小边坡土体内动水压力，降低滑坡破坏的潜在风险，实现了排水和调节水位的自动化。
【IPC分类】E02D19/20, E02D17/20, E02D5/38
【公开号】CN104895094
【申请号】CN201510252389
【发明人】邓华锋, 肖志勇, 李建林, 孙旭曙, 胡亚运, 周美玲, 胡安龙, 李春波, 常德龙
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月18日