能量吸收构件以及能量吸收组件的制作方法

本发明涉及沿海防灾设备领域，特别是涉及一种能量吸收构件以及能量吸收组件。

背景技术：

在当今社会中，风暴潮及其所带来的海啸严重威胁沿海城市的安全。现有的沿海消能设计需要人工加固或混凝土浇灌，会大面积改变沿海的生态环境，不利于沿海物种繁衍与后续设施的维护。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供能量吸收构件以及能量吸收组件，以至少实现在无需固定、仅依靠自重的情况下即可以对海浪进行能量吸收。

根据本发明的一方面，提供了一种能量吸收构件，该能量吸收构件形成有贯穿能量吸收构件的顶面和底面的多个第一通孔，并且能量吸收构件的至少一个边缘形成有凹部。

根据本发明的一个实施例，该能量吸收构件包括彼此相对的第一边缘和第二边缘，其中，第一边缘和第二边缘分别形成有凹部，并且沿能量吸收构件的长度方向的中心线，凹部彼此镜像对称设置。

根据本发明的一个实施例，该能量吸收构件还包括连接第一边缘和第二边缘并彼此相对的第三边缘和第四边缘，其中，第三边缘与顶面共同形成第一搭接槽，第四边缘与底面共同形成第二搭接槽，并且沿能量吸收构件的宽度方向的中心线，第一搭接槽和第二搭接槽彼此对称设置。

根据本发明的一个实施例，每个第一通孔的形状和尺寸彼此相同。

根据本发明的一个实施例，第一通孔的数量为5个，并且每个第一通孔为六边形形状。

根据本发明的一个实施例，能量吸收构件的底面形成有多个限位凸起。

根据本发明的一个实施例，能量吸收构件的质量满足以下公式：

其中m为能量吸收构件的质量，ρr为能量吸收构件的密度，h1/3为波浪高度，kd为能量吸收构件的设计参数，α为边坡仰角，sr为能量吸收构件的密度与水密度之比。

根据本发明的另一方面，提供了一种能量吸收组件，该能量吸收组件由多个能量吸收构件拼接而成，其中，每个能量吸收构件形成有贯穿能量吸收构件的顶面和底面的多个第一通孔，并且能量吸收构件的至少一个边缘形成有凹部。

根据本发明的一个实施例，每个能量吸收构件包括彼此相对的第一边缘和第二边缘，其中，第一边缘和第二边缘分别形成有凹部，并且沿能量吸收构件的长度方向的中心线，凹部彼此镜像对称设置，其中，相邻两个能量吸收构件的凹部彼此相接以形成多个第二通孔。

根据本发明的一个实施例，每个能量吸收构件还包括连接第一边缘和第二边缘并彼此相对的第三边缘和第四边缘，其中，第三边缘与顶面共同形成第一搭接槽，第四边缘与底面共同形成第二搭接槽，并且沿能量吸收构件的宽度方向的中心线，第一搭接槽和第二搭接槽彼此对称设置，其中，相邻两个能量吸收构件的第一搭接槽和第二搭接槽彼此搭接。

本发明的有益效果在于：

在本发明提供的能量吸收构件以及能量吸收组件中，该能量吸收构件形成有贯穿其顶面和底面的多个第一通孔，并且能量吸收构件的至少一个边缘形成有凹部。在使用过程中，相邻能量吸收构件相互拼接，从而使得凹部彼此相接以形成第二通孔。通过这种方式，当风暴潮来临时，利用形成的第二通孔并在第一通孔的辅助下可以有效地形成防波面，增加坡岸表面粗糙程度，从而消除海浪动能。并且，本发明的这种结构中的第一通孔和第二通孔能够与来袭的风暴潮相互作用，而使得能量吸收构件不被冲走，从而可以在无需固定、仅依靠自重的情况下实现上述能量吸收作用。同时，本发明的多种开孔与底部碎石铺设设计，能为沿海生物提供人工栖息地，以保护铺设防波块坡岸的生态环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一个实施例的能量吸收构件的结构示意图。

图2是图1所示实施例的示意性左视图。

图3是根据本发明一个实施例的能量吸收组件的结构示意图。

图4是根据本发明一个实施例的能量吸收组件在实际应用过程中的示意图。

附图标记：

10：能量吸收构件；12：顶面；14：底面；16：第一通孔；18：凹部；20：第二通孔；22：第一边缘；24：第二边缘；26：第三边缘；28：第四边缘；30：第一搭接槽；32：第二搭接槽；34：限位凸起；100：能量吸收组件；401：自然被保护层；402：石块层；403：石块层；l：长度方向；w：宽度方向。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

以下将参照图1至图4对本发明能量吸收构件和能量吸收组件的实施例进行描述。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种能量吸收构件10。具体来说，在该能量吸收构件10上形成有贯穿该能量吸收构件10的顶面12和底面14的多个第一通孔16。并且，在能量吸收构件10的至少一个边缘处可以形成有凹部18。

此处应当理解的是，如上所述的能量吸收构件10的顶面12和底面14指的是：在能量吸收构件10实际铺设的过程中，外露在外侧并与风暴潮直接接触的一侧表面为顶面12，而与顶面12相对的并且与下层铺料层相接处的一侧表面为底面14。换句话说，第一通孔16沿能量吸收构件10的厚度方向贯穿能量吸收构件10的顶面12和底面14。

对于凹部18而言，其位于能量吸收构件10的至少一个边缘处，也就是说，凹部18从能量吸收构件10的边缘向能量吸收构件10的中央凹进，从而形成例如图1所示的凹槽形状。

在能量吸收构件10的使用过程中，相邻能量吸收构件10相互拼接，以形成诸如图3所示的能量吸收组件100的形式。应当理解，图3中示出的能量吸收组件100仅是示意性的，可以根据具体铺设地的实际情况，对能量吸收组件100的面积、铺设方向等进行调整，本发明不局限于任何特定的形式。

参照图1并结合图3，当相邻的能量吸收构件10相互拼接时，凹部18会彼此相对从而形成了第二通孔20。通过这种方式，当风暴潮来临时，利用形成的第二通孔20并在第一通孔16的辅助下，可以有效地形成防波面，增加波浪表面粗糙程度，从而消除海浪动能。并且，本发明的这种结构中的第一通孔16和第二通孔20能够与来袭的风暴潮相互作用，而使得能量吸收构件10不被冲走，从而可以在无需固定的情况下实现上述能量吸收作用。

进一步地，在具体使用过程中，当风暴潮来临时，主要依靠第二通孔20并在第一通孔16的辅助下，对海浪动能进行消除，从而实现能量吸收的效果；与此同时地，在对海浪进行退波排水时，主要依靠第一通孔16来对海浪进行排水，同时会结合限位凸起(将在以下进行详细描述)与能量吸收构件10的底面14之间间隙形成的排水通道来同时进行排水。

继续参照图1，在本发明的一个实施例中，能量吸收构件10可以包括彼此相对的第一边缘22和第二边缘24。具体地，第一边缘22和第二边缘24可以分别形成有如上所述的凹部18，并且沿能量吸收构件10的长度方向l的中心线，凹部18彼此镜像对称设置。也就是说，分别设置在第一边缘22和第二边缘24上的凹部18的形状和尺寸是彼此相同并且相互对称的。通过这种方式，使得在铺设过程中相邻的能量吸收构件10可以更好地相互拼接，而基本上不会出现错开或无法对齐形成第二通孔20的情况。在如图1和图3所示的实施例中，相邻的凹部18相互拼接后会形成例如六边形的形状；也就是说，每个凹部18均包括三条边。并且由于凹部18是彼此对称的，所以所形成的六边形的第二通孔20也是规则的形状。

但是应当理解的是，每个凹部18的形状和尺寸并不构成任何限定，其他适当的尺寸和形状也是可行的，这可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

继续参照图1并结合图2，在本发明的一个实施例中，能量吸收构件10还可以包括连接第一边缘22和第二边缘24并彼此相对的第三边缘26和第四边缘28。

具体地，第三边缘26可以与能量吸收构件10的顶面12共同形成第一搭接槽30。与其类似地，第四边缘28可以与能量吸收构件10的底面14共同形成第二搭接槽32，并且沿能量吸收构件10的宽度方向w的中心线，第一搭接槽30和第二搭接槽32可以彼此对称设置。也就是说，如图2的实施例所示，第三边缘26与能量吸收构件10的顶面12共同形成位于图2的左视图中右上侧的第一搭接槽30。而第四边缘28与能量吸收构件10的底面14共同形成位于图2的左视图中左下侧的第二搭接槽32。

当进行拼接时，相邻的两个能量吸收构件10的第一搭接槽30和第二搭接槽32会彼此搭接，从而使得相邻的能量吸收构件10彼此之间会存在相互限位的作用；并且还能够保证所有能量吸收构件10基本上在同一平面内，从而形成整体的能量吸收组件100。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，每个第一通孔16的形状和尺寸可以彼此相同。在可选的实施例中，第一通孔16的数量可以例如为5个，并且每个第一通孔16可以例如为六边形形状。

在如图1所示的实施例中，具体地，沿能量吸收构件10的长度方向，可以首先并排布置2个第一通孔16，然后在相对的凹部18之间布置1个第一通孔16，紧接着在该第一通孔16下侧再布置2个第一通孔16，从而形成如图1所示的布置方式。

对于每个第一通孔16而言，可以设置成六边形的形状。这样，可以形成如图1所示的类似于蜂窝状的布置形式。当然应当理解，第一通孔16也可以设置成其他任意的多边形形状，甚至圆形或椭圆形，这可以根据具体情况而定，本发明不局限于此。

另外需要指出的是，在能量吸收构件10相互拼接形成能量吸收组件100之后，拼接而成的第二通孔20也可以如上关于第一通孔16的布置方式进行设置。也就是说，拼接形成的第二通孔20也可以具有诸如六边形的形状。在一个实施例中，第一通孔16和第二通孔20的形状和尺寸可以彼此相同；而在其他实施例中，二者的形状和尺寸也可以彼此不同。

根据以上描述可知，本发明中的第一通孔16和拼接形成的第二通孔20中每一者的形状、尺寸、位置均是可以根据具体情况进行设置的；并且第一通孔16和第二通孔20之间的形状、尺寸和位置关系也是可以根据具体情况进行调整的，即，二者可以相同或不同。

在根据本发明的一个实施例中，如图2所示，在能量吸收构件10的底面14上可以形成有多个限位凸起34。限位凸起34的数量、位置和形状并不对本发明构成任何限定。由于在能量吸收构件10的底面14上设置有限位凸起34，在实际使用过程中限位凸起34可以与下层铺设层有效地接触，从而防止能量吸收构件10被风暴潮冲走；并且由于设置了限位凸起34，所以能量吸收构件10的底面14与下层铺设层相互隔开，从而在二者之间形成了排水通道以用于风暴潮的排水。

在一个实施例中，本发明的能量吸收构件10的质量可以满足以下公式(即，在设计时，能量吸收构件10的自身质量应满足边坡海浪公式，其与边坡仰角、近岸水深及设计浪高有关)：

其中m为能量吸收构件10的质量，ρr为能量吸收构件10的密度，h1/3为波浪高度，kd为能量吸收构件的设计参数(又称稳定系数、安定系数)，α为边坡仰角，sr与能量吸收构件10的相对密度相关，即，sr＝ρr/ρ(能量吸收构件10的密度/水密度)。

现参见图4所示的实施例，在本发明的实际应用中，当用于近海风暴潮海浪消能防波时，可以根据实地情况进行铺设。铺设时，需分四层：首先，在最底层铺设自然被保护层401；然后，在其上平铺小粒径(1/6～1/5×能量吸收构件10孔径)的石块层402；随后，在其上平铺大粒径(1/2～1×能量吸收构件10孔径)的石块层403；最后，在最上层铺设能量吸收构件10拼接而成的能力吸收组件100。

另外应当理解的是，能量吸收构件10的铺设方向可以结合实地情况进行选择。例如，纵向铺设有利于现场施工与铺设，并能够消减极端风暴潮的海浪；横向铺设有利于自身重力稳固。此处应当理解的是，如上所述的纵向和横向指的是：沿海浪的来浪方向，将能量吸收构件10设置成使得第三边缘26和第四边缘28之间的连线方向与来浪方向平行，则为纵向铺设方式；将能量吸收构件10设置成使得第一边缘22和第二边缘24之间的连线方向与来浪方向平行，则为横向铺设方式。

在本发明的实际测试中，进行一千次波浪冲刷实验，并记录纵向铺设与横向铺设的能量吸收构件损失程度。纵向铺设时：实验32次，平均能量吸收构件出现位移的数目5.78块，占比2.59％，消能效果较好。横向铺设时：实验26次，平均能量吸收构件出现位移的数目0.27块，占比0.12％，消能效果较好。由此可知，能量吸收构件能够有效消减风暴潮所带来的海浪高度，并保护覆盖的土地免受水流的冲刷。

综上所述，本发明提供的能量吸收构件10和能量吸收组件100能够在不进行固定的情况下，仅凭借自身重力对海啸/风暴潮进行消能减灾，并保护沿海的土地沙滩不被海浪所侵蚀。并且，这种环境友好的设计能够进行无影响的拆除与恢复，同时大量的孔隙为海洋生物提供了栖息地，有利于维持沿海生态环境的稳定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。