一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体及其成型工艺的制作方法

本发明涉及一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体及其成型工艺，属于对疏浚泥进行排水处理的技术领域。

背景技术：

我国境内河流湖泊众多，每年清淤会产生大量的疏浚淤泥。由于疏浚淤泥具有高含水率、低渗透性、低强度等特性，因此，无法直接用于填土材料，需要进行前期处理；目前，真空负压固结技术常常被用于快速脱水高含水率疏浚淤泥。在真空负压固结技术实施过程中，需要在疏浚淤泥中打设塑料排水板，目的在于传递真空及减小淤泥中水的排水距离。然而，工程实践表明，在负压固结过程中，塑料排水板往往会发生淤堵，导致负压固结技术处理效果变差。研究显示，负压固结技术处理疏浚淤泥时，塑料排水板发生淤堵的原因与排水板周围产生致密的淤堵层及排水板滤膜被土颗粒堵塞引起；另一方面，我国为农业大国，每年农村都会产生大量的废弃秸秆，废弃秸秆常常被丢弃或焚烧，给自然环境带来了巨大的破坏；为了解决由秸秆不当处置引发的环境破坏问题，国家及各级地方政府出台了一系列的政策，鼓励将秸秆进行资源化利用，因此秸秆还田、秸秆制作保温墙、秸秆制作饲料等一系列资源化利用技术如雨后春笋迅速出现，在农田水利、盐渍土改良、疏浚泥处理等领域，不少工程技术人员提出将秸秆作为排水体用于软土地基加固、农田排水、盐渍土改良等工程中；

为了解决负压固结技术处理疏浚淤泥时的淤堵难题及为秸秆的资源化利用提出新的路径，国家发明专利“以秸秆为排水体的流态泥防淤堵快速真空预压固结方法”（授权号：zl01510346402.1）提出了采用秸秆排水体结合变真空负压的方式，克服排水体淤堵的问题，该技术的防淤堵机理主要为在变真空作用下，秸秆排水体发生收缩和回弹（弹性），从而在排水体周围致密的淤堵层中形成裂隙，达到提高淤堵层透气、透水能力，从而克服淤堵问题；显然，在该技术中，排水体的弹性变形能力是该技术的关键；然而，在上述专利中，秸秆排水体由土工布包裹碎秸秆制作而成，由于碎秸秆本身的弹性变形能力并不突出，所以由碎秸秆制作成的秸秆排水体的弹性变形能力一般。

为了提高秸秆排水体的弹性变形能力，亟需一种新型的排水体，采用秸秆制作，实现废弃材料再生利用的前提下，具有较优的弹性变形能力，以满足排水体在受到外力挤压后能够实现自我回弹。

技术实现要素：

本发明提供一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体及其成型工艺，当排水体受到外力弯曲变形后能够实现自回弹，不影响其排水性能的同时解决了废弃材料再利用的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体，包括由秸秆构成的若干基础内芯，在若干基础内芯外部包裹透水土工袋；

基础内芯包括中间绳体以及若干弹性结构，若干弹性结构由上至下均匀固定在中间绳体表面；

作为本发明的进一步优选，中间绳体包括三根秸秆绳，其中一根秸秆绳为中心绳，另外两根秸秆绳顺次交错缠绕在中心绳上，在另外两根秸秆绳交错缠绕产生的孔隙内连接弹性结构；

作为本发明的进一步优选，中间绳体包括两根秸秆绳，两根秸秆绳交错缠绕，在两根秸秆绳交错缠绕产生的孔隙内连接弹性结构；

作为本发明的进一步优选，前述的弹性结构包括若干环状结构，若干环状结构通过连接件固定在中间绳体表面的孔隙内；

环状结构通过秸秆绳弯曲成型，在秸秆绳的两个端头安装收紧扣，连接件为秸秆，其一端与收紧扣连接，秸秆的另一端插设在中间绳体表面的孔隙内；

作为本发明的进一步优选，环状结构直径与秸秆绳直径的比值范围为1-3；

作为本发明的进一步优选，前述的弹性结构包括若干柱状结构，每个柱状结构为秸秆的其中一段，柱状结构直接插设在中间绳体表面的孔隙内；

作为本发明的进一步优选，前述的柱状结构长度与柱状结构径向直径的比值范围为0.5-2；

一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体的成型工艺，包括以下步骤：

第一步：编织中间绳体，选取三根秸秆绳，以其中一根秸秆绳为中心绳，剩余的两根秸秆绳交错缠绕在中心绳圆周表面，直至整根中心绳被缠绕覆盖，两根秸秆绳在缠绕过程中与中心绳产生孔隙；

第二步：连接弹性结构，重新选取一根秸秆绳，将其弯曲形成圆环状，秸秆绳的两端通过收紧扣收紧固定，选取一根秸秆作为连接件，秸秆的一端与收紧扣固定连接，秸秆的另一端插设在中间绳表面产生的孔隙内；

第三步：制作内芯骨架，通过第二步制作形成排水体本体，将若干排水体本体通过秸秆绳捆扎在一起形成内芯骨架；

第四步：在内芯骨架外部套设透水土工袋，最终形成秸秆排水体；

一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体的成型工艺，包括以下步骤：

第一步：编制中间绳体，选取两根秸秆绳，将两根秸秆绳交错缠绕，同时两根秸秆绳在交叉位置产生孔隙；

第二步：连接弹性结构，重新选取一根秸秆绳，将其弯曲形成圆环状，秸秆绳的两端通过收紧扣收紧固定，选取一根秸秆作为连接件，秸秆的一端与收紧扣固定连接，秸秆的另一端插设在中间绳表面孔隙内；

再选取一根秸秆，将其均匀分成若干段，每段秸秆继续插设在中间绳表面的孔隙内；

第三步：制作内芯骨架，通过第二步制作形成排水体本体，将若干排水体本体通过秸秆绳捆扎在一起形成内芯骨架；

第四步：在内芯骨架外部套设透水土工袋，最终形成秸秆排水体。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明以秸秆作为基础制作材料，对废弃材料进行可再生利用；

本发明将秸秆制作成秸秆绳，以秸秆绳作为基础编织体，提高了排水体的刚度；

本发明以秸秆绳作为基体制作排水体，具有较高的弹性力，在受到外力弯曲变形后，能够自恢复。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一种实施例的整体结构示意图；

图2是本发明第一种实施例中的中间绳结构示意图；

图3是本发明的环状结构示意图；

图4是本发明第二种实施例的整体结构示意图；

图5是本发明第二种实施例中的中间绳结构示意图；

图6是本发明的柱状结构示意图；

图7是本发明提供的关于中间绳结构的第三种结构；

图8是本发明提供的关于弹性结构的第三种结构。

图中：1为秸秆绳，2为收紧扣，3为环状结构，4为柱状结构。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

我国境内的河流湖泊每年清淤时会产生大量的疏浚淤泥，这些疏浚淤泥在作为填土材料使用前需要进行处理，经过技术的多次更迭，结合目前我国作为农业大国产生大量废弃秸秆的前提下，将秸秆作为基底材料制作排水体。

本申请主要提供一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体，包括由秸秆构成的若干基础内芯，在若干基础内芯外部包裹透水土工袋；基础内芯包括中间绳体以及若干弹性结构，若干弹性结构由上至下均匀固定在中间绳体表面；基础内芯使用秸秆绳1作为基体，比单根的碎秸秆具有更优的刚度，在中间绳体表面固定若干弹性结构，弹性结构同样是使用秸秆制作，当其在受到弯曲变形时，具有较大的抗压性能，外力去除后，还具有恢复其初始状态的能力。

实施例1：

图1所示，是本申请提供的第一种弹性抗拉式柔性秸秆排水体，基础内芯包括中间绳体以及若干弹性结构，中间绳体以秸秆制作的秸秆绳1作为基体，选取三根秸秆绳1，以其中一根秸秆绳为中心绳，另外两根秸秆绳顺次交错缠绕在中心绳上，如果以图2的中间绳体为示例，直接直视的方向作为中心绳的前方，两根秸秆绳在中心绳的前方做一个交叉缠绕，形成前面的交叉结，当两根秸秆绳缠绕到中心绳的后面时再做一个交叉缠绕，继续回到中心绳的前方进行重复交叉缠绕，当两根秸秆绳在交叉过程中与中心绳产生孔隙，孔隙内连接弹性结构；

图3所示为实施例1中提供的弹性结构，包括若干环状结构3，环状结构3是通过将秸秆绳绕圈成型，秸秆绳的两个端头通过收紧扣2收紧，再选取一根秸秆作为连接件，单根秸秆的一端与收紧扣2连接，秸秆的另一端插设在孔隙内，需要约束的是，环状结构3的直径与秸秆绳直径的比值范围为1-3之间；

将秸秆制作成秸秆绳，秸秆绳继续作为中间绳体的基体，相对于单根的碎秸秆，秸秆绳是由若干单根秸秆编织，直径远远大于碎秸秆，因此在长度相同的前提下，秸秆绳比单根秸秆具有更佳的刚度；

弹性结构采用环状结构作为弹性环处理，当整个排水体受到外力进行弯曲变形时，环状结构总是具有恢复其直线状态的趋势，也就是说实施例1中的弹性结构在受力发生弯曲时，具有恢复其初始状态的能力，那么当外力卸载后，弹性结构发生回弹，使得排水体具备较强的弹性弯曲变形能力。

针对实施例1的成型工艺，包括以下步骤：

第一步：编织中间绳体，选取三根秸秆绳，以其中一根秸秆绳为中心绳，剩余的两根秸秆绳交错缠绕在中心绳圆周表面，直至整根中心绳被缠绕覆盖，两根秸秆绳在缠绕过程中与中心绳产生孔隙；

第二步：连接弹性结构，重新选取一根秸秆绳，将其弯曲形成圆环状，秸秆绳的两端通过收紧扣收紧固定，选取一根秸秆作为连接件，秸秆的一端与收紧扣固定连接，秸秆的另一端插设在中间绳表面产生的孔隙内；

第三步：制作内芯骨架，通过第二步制作形成排水体本体，将若干排水体本体通过秸秆绳捆扎在一起形成内芯骨架；

第四步：在内芯骨架外部套设透水土工袋，最终形成秸秆排水体。

实施例2：

图4所示，是本申请提供的第二种弹性抗拉式柔性秸秆排水体，基础内芯包括中间绳体以及若干弹性结构，中间绳体以秸秆制作的秸秆绳作为基体，中间绳体包括两根秸秆绳，两根秸秆绳交错缠绕，以图5所示的中间绳体为示例，两根秸秆绳直接交叉顺次缠绕即可形成中间绳体；在两根秸秆绳交错缠绕形成的交叉结之间形成孔隙，在孔隙内连接弹性结构；

实施例2中的弹性结构包括两部分，一部分是包括若干环状结构，环状结构是通过将秸秆绳绕圈成型，秸秆绳的两个端头通过收紧扣收紧，再选取一根秸秆作为连接件，秸秆的一端与收紧扣连接，秸秆的另一端插设在孔隙内，环状结构直径与秸秆绳直径的比值是用来反映弹性环变形的大小，当秸秆绳的直径为定值时，环状结构直径太大，整个排水体就会较大，同时弹性环的弹性就变差，环状结构直径太小，当环状结构与秸秆绳靠的较近时，会导致环状结构的变形空间缩小，因此将环状结构的直径与秸秆绳直径的比值范围约束在1-3之间；

图6所示，弹性结构的另一部分为若干柱状结构4，将单根秸秆分成若干段，柱状结构4为单根秸秆的其中一段，将柱状结构4直接插设在孔隙内即可，由于柱状结构的长径比值直接反映其的弹性能力，长径比大，像绳子一样，柔度大，弹性大，长径比小，则刚度太大，弹性小，因此为了确保柱状结构具有良好的弹性，将柱状结构长度与柱状结构径向直径的比值范围设定在0.5-2之间；

同样的，将秸秆制作成秸秆绳，秸秆绳继续作为中间绳体的基体，相对于单根的碎秸秆，秸秆绳是由若干单根秸秆编织，直径远远大于碎秸秆，因此在长度相同的前提下，秸秆绳比单根秸秆具有更佳的刚度，秸秆绳作为基底同时还使得整个排水体结构具有良好的抗拉性能；

弹性结构采用环状结构作为弹性环处理，当整个排水体受到外力进行弯曲变形时，环状结构总是具有恢复其直线状态的趋势，也就是说实施例2中的弹性结构在受力发生弯曲时，具有恢复其初始状态的能力，那么当外力卸载后，弹性结构发生回弹，使得排水体具备较强的弹性弯曲变形能力；柱状结构的设置，在受到外力后，同样会发生弯曲，由于柱状结构的长度较短，卸除外力后，弯曲处同样会发生一定的回弹，结合弹性环与弹性柱的双重回弹特性，使得排水体最终具备较强的弹性变形能力。

针对实施例2的成型工艺，包括以下步骤：

第一步：编制中间绳体，选取两根秸秆绳，将两根秸秆绳交错缠绕，同时两根秸秆绳在交叉位置产生孔隙；

第二步：连接弹性结构，重新选取一根秸秆绳，将其弯曲形成圆环状，秸秆绳的两端通过收紧扣收紧固定，选取一根秸秆作为连接件，秸秆的一端与收紧扣固定连接，秸秆的另一端插设在中间绳表面孔隙内；

再选取一根秸秆，将其均匀分成若干段，每段秸秆继续插设在中间绳表面的孔隙内；

第三步：制作内芯骨架，通过第二步制作形成排水体本体，将若干排水体本体通过秸秆绳捆扎在一起形成内芯骨架；

第四步：在内芯骨架外部套设透水土工袋，最终形成秸秆排水体。

上述实施例1与实施例2中只是提供了两种中间绳体以及两种弹性结构的构成，中间绳体的编织方法还有很多种，如图7所示的，选取两根秸秆绳并排布设，第三根秸秆绳缠绕在两根秸秆绳构成整体的外部，紧密缠绕后作为中间绳体的结构，同样的在缠绕过程中会产生孔隙，孔隙内连接弹性结构即可，不管中间绳体的编织方法如何，作为基底的中间绳体具有良好的抗拉能力以及较优的支撑度；

弹性结构的设置，可以是弹性环，弹性柱，也可以是其他具备回弹性能的结构，如图8所示的，两根秸秆捆扎在一起形成的弹性柱体。

实施例1中涉及到的收紧扣，可以选用塑料制成的锁紧扣，为了进一步体现可再生资源的利用，收紧扣可以使用单根的秸秆直接系紧即可。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。