一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构

本发明涉及多年冻土区滑坡工程，特别是涉及一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构。

背景技术：

1、季节冻融是诱发滑坡的主要因素之一，冻融循环作用下土体冻结、融化，水分和应力重分布，土体强度参数降低、密实度减小，渗透性增大，大量的水分渗入边坡内部，上限以上土体达到饱和、过饱和状态，土体变形模量降低、剪切强度减小，有效应力降低，多种因素共同作用导致边坡稳定性向不利方向发展。寒区大规模的经济开发和工程建设实施，不可避免的要遇到不同形式的边坡，而多年冻土区热融滑塌、活动层活脱对铁路、公路等交通工程造成很大的影响。

2、故如何提高多年冻土区边坡的稳定性成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构，以解决上述现有技术存在的问题，提高多年冻土区边坡的稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构，包括设于多年冻土区边坡，且内部中空的多个抗滑桩，用于检测外界空气温度的温度传感器，用于降低所述抗滑桩的温度的降温组件，以及位于相邻所述抗滑桩之间，用于排出渗水，并拦截泥沙石的过滤组件；所述温度传感器和所述降温组件均与控制器电性连接，以使得所述降温组件在外界空气温度高于设定温度时启动。

4、优选的，所述抗滑桩包括桩体，以及设于所述桩体的顶部的桩盖，和/或设于所述桩体位于所述多年冻土区边坡外的侧部的盖板，所述降温组件包括用于带动所述桩盖和/或所述盖板启闭的驱动装置，所述驱动装置在外界空气温度高于设定温度时打开所述桩盖和/或所述盖板，使得所述桩体与外界相连通。

5、优选的，所述降温组件包括位于所述抗滑桩内的相变材料，所述相变材料能在外界空气温度低于设定温度时液化，能在外界空气温度高于设定温度时汽化；所述抗滑桩包括自下而上依次设置的蒸发段、绝热段和冷凝段，所述蒸发段位于所述多年冻土区边坡内，所述绝热段的内壁设有防止汽化后的所述相变材料与所述绝热段换热的绝热层，所述冷凝段延伸出所述多年冻土区边坡。

6、优选的，所述降温组件包括位于所述抗滑桩内的制冷片，以及设于所述抗滑桩上，用于在外界空气温度高于设定温度时将所述抗滑桩与外界相连通的阀门，所述制冷片连接有用于为所述制冷片供电的电源，所述阀门位于所述抗滑桩的顶部或所述抗滑桩位于所述多年冻土区边坡外的侧部。

7、优选的，所述降温组件还包括位于所述抗滑桩内的第一排风组件，所述第一排风组件用于在外界空气温度高于设定温度时启动，以加速所述抗滑桩内与外界对流换热速率。

8、优选的，所述过滤组件包括位于所述多年冻土区边坡上的多层砾石层，相邻两所述抗滑桩之间设有用于防止所述砾石层滑落的钢筋网；所述砾石层的底部嵌入所述多年冻土区边坡内，且所述砾石层的粒径沿水流方向逐渐变大。

9、优选的，所述多年冻土区边坡上还设有用于为所述降温组件供电的发电组件。

10、优选的，所述抗滑桩的顶部还设有用于遮雨和遮阳的挡板，所述挡板的横截面积大于所述抗滑桩的顶部的横截面积，且所述挡板通过连接杆与所述抗滑桩延伸出所述多年冻土区边坡的侧部相连。

11、优选的，所述抗滑桩结构还包括设于所述多年冻土区边坡外的第二排风组件，所述第二排风组件与所述抗滑桩的顶部或所述抗滑桩延伸出所述多年冻土区边坡的侧部相连，所述第二排风组件用于将所述第一排风组件工作产生的热量排出。

12、优选的，位于同一水平面内的相邻所述抗滑桩之间还设有挡土墙，所述挡土墙与所述抗滑桩之间设有用于提高所述挡土墙和所述抗滑桩连接稳定性的钢筋，且所述挡土墙和所述抗滑桩朝向所述多年冻土区边坡的底部的一侧设有多个斜撑杆。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、当外界空气温度高于设定温度时，控制器启动降温组件，对抗滑桩进行降温，这实现了对抗滑桩甚至对抗滑桩周边多年冻土区边坡的降温，从而使得抗滑桩能够更稳定的冻结在多年冻土区边坡上，保证了多年冻土区边坡的稳定性，且过滤组件能起到排水阻泥的作用，进一步提高了多年冻土区边坡的稳定性。

技术特征：

1.一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构，其特征在于，包括设于多年冻土区边坡，且内部中空的多个抗滑桩，用于检测外界空气温度的温度传感器，用于降低所述抗滑桩的温度的降温组件，以及位于相邻所述抗滑桩之间，用于排出渗水，并拦截泥沙石的过滤组件；所述温度传感器和所述降温组件均与控制器电性连接，以使得所述降温组件在外界空气温度高于设定温度时启动。

2.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述抗滑桩包括桩体，以及设于所述桩体的顶部的桩盖，和/或设于所述桩体位于所述多年冻土区边坡外的侧部的盖板，所述降温组件包括用于带动所述桩盖和/或所述盖板启闭的驱动装置，所述驱动装置在外界空气温度高于设定温度时打开所述桩盖和/或所述盖板，以使得所述桩体与外界相连通。

3.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述降温组件包括位于所述抗滑桩内的相变材料，所述相变材料能在外界空气温度低于设定温度时液化，能在外界空气温度高于设定温度时汽化；所述抗滑桩包括自下而上依次设置且相连的蒸发段、绝热段和冷凝段，所述蒸发段位于所述多年冻土区边坡内，所述绝热段的内壁设有防止汽化后的所述相变材料与所述绝热段换热的绝热层，所述冷凝段延伸出所述多年冻土区边坡。

4.根据权利要求1中所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述降温组件包括位于所述抗滑桩内的制冷片，以及设于所述抗滑桩上，用于在外界空气温度高于设定温度时将所述抗滑桩与外界相连通的阀门，所述制冷片连接有用于为所述制冷片供电的电源，所述阀门位于所述抗滑桩的顶部或所述抗滑桩位于所述多年冻土区边坡外的侧部。

5.根据权利要求2或4所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述降温组件还包括位于所述抗滑桩内的第一排风组件，所述第一排风组件用于在外界空气温度高于设定温度时启动，以加速所述抗滑桩内与外界对流换热速率。

6.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述过滤组件包括位于所述多年冻土区边坡上的多层砾石层，相邻两所述抗滑桩之间设有用于防止所述砾石层滑落的钢筋网；所述砾石层的底部嵌入所述多年冻土区边坡内，且所述砾石层的粒径沿水流方向逐渐变大。

7.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述多年冻土区边坡上还设有用于为所述降温组件供电的发电组件。

8.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述抗滑桩的顶部还设有用于遮雨和遮阳的挡板，所述挡板的横截面积大于所述抗滑桩的顶部的横截面积，且所述挡板通过连接杆与所述抗滑桩延伸出所述多年冻土区边坡的侧部相连。

9.根据权利要求5所述的抗滑桩结构，其特征在于，所述抗滑桩结构还包括设于所述多年冻土区边坡外的第二排风组件，所述第二排风组件与所述抗滑桩的顶部或所述抗滑桩延伸出所述多年冻土区边坡的侧部相连，所述第二排风组件用于将所述第一排风组件工作产生的热量排出。

10.根据权利要求1所述的抗滑桩结构，其特征在于，位于同一水平面内的相邻所述抗滑桩之间还设有挡土墙，所述挡土墙与所述抗滑桩之间设有用于提高所述挡土墙和所述抗滑桩连接稳定性的钢筋，且所述挡土墙和所述抗滑桩朝向所述多年冻土区边坡的底部的一侧设有多个斜撑杆。

技术总结
本发明公开一种用于多年冻土区且能降温排水滤沙的抗滑桩结构，涉及多年冻土区滑坡工程技术领域，包括设于多年冻土区边坡，且内部中空的多个抗滑桩，用于检测外界空气温度的温度传感器，用于降低抗滑桩的温度的降温组件，位于相邻抗滑桩之间，用于排出渗水，拦截泥沙石的过滤组件；温度传感器和降温组件均与控制器电性连接，以使得降温组件在外界空气温度高于设定温度时启动；当外界空气温度高于设定温度时，控制器启动降温组件，对抗滑桩甚至对抗滑桩周边的多年冻土区边坡进行降温，使得抗滑桩能够更稳定的冻结在多年冻土区边坡上，保证了多年冻土区边坡的稳定性，且过滤组件能起到排水阻泥的作用，进一步提高了多年冻土区边坡的稳定性。

技术研发人员：林战举,吴旭阳,鞠鑫,范星文,罗京,牛富俊
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12