[發(fā)明專利]利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910559852.7
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110306567B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明東;李炳焱;孫健峰;周家文;張京伍
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括壓縮空氣作用面、設(shè)定滑坡體、壓縮空氣注入管、壓縮空氣分配管、穩(wěn)壓室、壓力表、空壓機；壓縮空氣注入管從設(shè)定滑坡體的表面延伸至壓縮空氣作用面，壓縮空氣注入管通過壓縮空氣分配管與穩(wěn)壓室連接，穩(wěn)壓室通過泵室連接管與空壓機連接。本發(fā)明能夠人為控制滑坡，保護滑坡體下方的已有建筑物，或者避免堰塞湖的產(chǎn)生；克服了山上水資源及其他材料獲取途徑有限、不便于運輸?shù)娜毕荩瑑H利用簡單的裝置系統(tǒng)即可實現(xiàn)消除滑坡隱患的效果，施工量小，大大降低了施工及實施成本，對環(huán)境無污染，可操作性強，應(yīng)用范圍更廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程建設(shè)領(lǐng)域，尤其是一種利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

我國是一個多山國家，在山區(qū)修建交通設(shè)施時，常面臨滑坡的威脅，在擬建公路上方存在易滑坡體，對擬建公路存在嚴重威脅，現(xiàn)有技術(shù)通常是在易滑坡體和擬建公路之間建設(shè)擋土墻，或者在易滑坡體中設(shè)置錨桿等結(jié)構(gòu)措施來提高易滑坡體的穩(wěn)定性，保障下方道路的安全性。但這些方法的建筑成本較高，施工難度較大，且耐久性有限，不能從根本上防治滑坡災(zāi)害，無法徹底消除滑坡災(zāi)害所帶來的安全隱患。

并且易滑坡山體上的巖石的巖性較差，巖層破碎、松散、風化強烈，土體松軟，抗剪強度低，因此在易滑坡山體上很難以就地取材進行建筑，且山體上水資源不易獲取，所需的水及其他物料均需要從山下運輸傳送到所需位置，大大增加了施工難度和成本。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法克服了山體上水及其他資源獲取難度大、成本高的弊端，僅利用簡單的裝置系統(tǒng)即可實現(xiàn)消除滑坡隱患的效果，成本更低，對環(huán)境無任何污染，應(yīng)用范圍更廣。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)包括壓縮空氣作用面、設(shè)定滑坡體、壓縮空氣注入管、壓縮空氣分配管、穩(wěn)壓室、壓力表、空壓機；壓縮空氣注入管從設(shè)定滑坡體的表面延伸至壓縮空氣作用面，壓縮空氣注入管通過壓縮空氣分配管與穩(wěn)壓室連接，穩(wěn)壓室上安裝壓力表；穩(wěn)壓室通過泵室連接管與空壓機連接，泵室連接管和壓縮空氣分配管上分別安裝有閥門。

進一步地，壓縮空氣注入管的布設(shè)區(qū)域為壓縮空氣作用面上滑坡體厚度大于平均厚度0.25倍的區(qū)域，其在布設(shè)區(qū)域內(nèi)分布式間隔布設(shè)，相鄰兩根壓縮空氣注入管的間距為0.7-2.8m。

進一步地，壓縮空氣分配管與多根壓縮空氣注入管連接，壓縮空氣分配管的流通量大于其所連接的所有壓縮空氣注入管的流通量總和。

進一步地，壓縮空氣注入管采用金屬管道，壓縮空氣分配管采用軟質(zhì)塑料管，并使壓縮空氣分配管預留出大于設(shè)定滑坡體預定滑移量的長度余量。

進一步地，空壓機、穩(wěn)壓室、泵室連接管設(shè)置于設(shè)定滑坡體外穩(wěn)定處。

進一步地，穩(wěn)壓室的體積滿足以下關(guān)系式：v_穩(wěn)≥100(p-1)kAt/h；其中p為壓縮空氣的壓力，單位為atm(標準大氣壓)；k為土體的氣體滲透系數(shù)，單位為m/s；A為壓縮空氣作用面上壓縮空氣注入管的布設(shè)區(qū)域的面積，單位為m²；h為滑坡體的平均厚度，單位為m；t為穩(wěn)壓時間，單位為s，取值為10-60s。

本發(fā)明基于上述的利用壓縮空氣誘導和控制滑坡的系統(tǒng)的誘導控制滑坡方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)工程需要選取壓縮空氣作用面，壓縮空氣作用面上方的坡體為設(shè)定滑坡體；

(2)計算臨界氣壓，即滑動起始壓力值；

(3)計算穩(wěn)壓室的體積；

(4)根據(jù)臨界氣壓的大小選擇合適的空壓機和壓力表，空壓機的排氣壓力不小于臨界氣壓；

(5)布設(shè)壓縮空氣注入管、壓縮空氣分配管、穩(wěn)壓室、壓力表、泵室連接管、空壓機和閥門；