一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置及其方法与流程

本发明涉及边坡工程设计领域，尤其涉及一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置及其方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，膨胀土地区大量公路、铁路和水利工程的营运或开工建设，以及膨胀土地区城市化的建设过程，造就了大量的膨胀土边坡。蒸发和降雨引发干湿循环，膨胀土反复胀缩使得土体产生纵横交错的裂隙，土体变得松散，强度降低，加上风化作用，进一步破坏了土体的完整性，使膨胀土边坡趋于不稳定，进而导致灾变。当前膨胀土边坡的工程防护方法，通常采用坡面格构结合土层锚杆的方式，现有的锚杆锚固力不强，使得边坡不够稳定。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置，大大提高锚杆的锚固力，更好的维持边坡稳固。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置，包括固定在边坡上的雨水的储水箱，储水箱的出水口通过输水管道连接锚杆，锚杆为中空条形管状，锚杆的内部中间设有隔水板，隔水板将锚杆隔成两个腔室即第一腔室和第二腔室，第一腔室内布置空心锚杆输水管，空心锚杆输水管的一端跟输水管道连通，空心锚杆输水管的另一端固定在隔水板上且自隔水板中穿过后跟第二腔室连通，第二腔室的外壁上开设若干通水孔，锚杆插入边坡内部，储水箱位于锚杆的上方。

所述第二腔室的外端口面为倾斜尖头面。

所述储水箱的上方敞口且在储水箱的上部侧壁上开设溢水口。

所述锚杆为两个以上且均匀间隔布置，所有锚杆里的空心锚杆输水管均和输水管道连通。

有益效果：储水箱内的雨水从输水管道流进锚杆内部的空心锚杆输水管内，然后再流向第二腔室内部，之后从第二腔室外壁的通水孔中渗透到周边膨胀土体内部，膨胀土吸水膨胀，对锚杆形成环向挤压应力，从而提高锚杆的锚固力，与常规锚杆相比可减少锚杆的长度，降低工程维护成本，维持边坡稳定。

本发明的另一个目的是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护方法，能够合理利用锚杆来维持边坡稳固。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护方法，包括以下步骤：

a、现场取土样，通过室内实验确定土样的膨胀力；

b、根据锚杆的上覆压力、膨胀力以及土样饱和状态锚杆摩擦系数，换算出单位长度锚杆的锚固力；

c、将第一腔室所在的锚杆区段置于边坡内大气剧烈影响范围以内，将第二腔室所在锚杆区段置于边坡内大气剧烈影响范围以外，其中，大气剧烈影响深度范围以内的锚杆区段按自由段计算；

d、设置不同锚杆长度，获得单根锚杆锚固力；

e、根据单根锚杆锚固力，计算出边坡稳定需要的锚杆数量。

有益效果：可以根据实际需要，计算出某处边坡稳固所需要的锚杆数量，既不浪费锚杆，又能达到最好的稳固效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是锚杆的结构图。

具体实施方式

下面结合图1-2，对本发明作进一步的描述。

一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置，包括固定在边坡上的雨水的储水箱10，储水箱10的出水口通过输水管道20连接锚杆30，锚杆30为中空条形管状，锚杆30的内部中间设有隔水板40，隔水板40将锚杆30隔成两个腔室即第一腔室31和第二腔室32，第一腔室31内布置空心锚杆输水管50，空心锚杆输水管50的一端跟输水管道20连通，空心锚杆输水管50的另一端固定在隔水板40上且自隔水板40中穿过后跟第二腔室32连通，第二腔室32的外壁上开设若干通水孔，锚杆30插入边坡内部，储水箱10位于锚杆30的上方，本技术使用的时候，将第一腔室31所在的锚杆30区段置于边坡内大气剧烈影响范围以内，第二腔室32所在锚杆30区段置于边坡内大气剧烈影响范围以外，储水箱10内的雨水从输水管道20流进锚杆30内部的空心锚杆输水管50内，然后再流向第二腔室32内部，之后从第二腔室32外壁的通水孔中渗透到周边膨胀土体内部，膨胀土吸水膨胀，对锚杆30形成环向挤压应力，从而提高锚杆30的锚固力，与常规锚杆相比可减少锚杆30的长度，降低工程维护成本，维持边坡稳定，施工方法简便且效率高。

优选的，所述第二腔室32的外端口面为倾斜尖头面，方便将锚杆30插入边坡内部。

进一步的，所述储水箱10的上方敞口且在储水箱10的上部侧壁上开设溢水口11。

更进一步的，所述锚杆30为两个以上且均匀间隔布置，所有锚杆30里的空心锚杆输水管50均和输水管道20连通。

一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护方法，包括以下步骤：

a、现场取土样，通过室内实验确定土样的膨胀力；

b、根据锚杆30的上覆压力、膨胀力以及土样饱和状态锚杆摩擦系数，换算出单位长度锚杆30的锚固力；

c、将第一腔室31所在的锚杆30区段置于边坡内大气剧烈影响范围以内，将第二腔室32所在锚杆30区段置于边坡内大气剧烈影响范围以外，其中，大气剧烈影响深度范围以内的锚杆30区段按自由段计算；

d、设置不同锚杆30长度，获得单根锚杆30锚固力；

e、根据单根锚杆30锚固力，计算出边坡稳定需要的锚杆30数量。可以根据实际需要，计算出某处边坡稳固所需要的锚杆30数量，既不浪费锚杆30，又能达到最好的稳固效果。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：

技术总结
本发明涉及边坡工程设计领域，尤其涉及一种维持膨胀土边坡稳定的自加压防护装置及其方法，包括固定在边坡上的雨水的储水箱，储水箱的出水口通过输水管道连接锚杆，锚杆为中空条形管状，锚杆的内部中间设有隔水板，隔水板将锚杆隔成两个腔室即第一腔室和第二腔室，第一腔室内布置空心锚杆输水管，空心锚杆输水管的一端跟输水管道连通，空心锚杆输水管的另一端固定在隔水板上且自隔水板中穿过后跟第二腔室连通，第二腔室的外壁上开设若干通水孔，锚杆插入边坡内部，储水箱位于锚杆的上方，储水箱内的雨水从第二腔室外壁的通水孔中渗透到周边膨胀土体内部，膨胀土吸水膨胀，对锚杆形成环向挤压应力，从而提高锚杆的锚固力。

技术研发人员：李雄威;周葆春;何亮
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2019.07.26
技术公布日：2019.11.08