[發明專利]一種用于逆斷層中保護建筑物安全的吸能裝置

有效

• 申請號: 202010085752.8
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111270709B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 代聰;姚超凡
• 申請（專利權）人: 四川省交通運輸發展戰略和規劃科學研究院;西南交通大學
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李亞男

本發明公開了一種用于逆斷層中保護建筑物安全的吸能裝置，其包括至少一個連接為一體的吸能單元，吸能單元包括彈性鋼板、壓縮彈簧及由第一底板和第二底板拼組而成的裝置底板，第一底板和第二底板相接觸的斜面的傾斜角度與斷層傾角相同；裝置底板的厚度t＞Lsinθ，L為斷層的錯動量，θ為斷層傾角；第一底板和第二底板背離其斜面的一側連接有向上延伸的側混凝土墻，其中一塊側混凝土墻的頂部安裝有頂混凝土墻，彈性鋼板一端連接在裝置底板上，另一端與傳力塊連接，壓縮彈簧一端與頂混凝土墻內底面連接，另一端與傳力塊頂面連接。

技術領域

本發明涉及吸能裝置，具體涉及一種用于逆斷層中保護建筑物安全的吸能裝置。

背景技術

隨著我國進入地震活躍期，大量已建隧道在遭受斷層災害威脅。由于大量斷層暫未探明、斷層錯動不易預測、隧道選線受地形地貌因素影響，隧道這種大跨度結構不可避免地要穿越地震活動斷層帶。隧道位于地表以下，受周圍地層的約束，具有較高的抗震能力。但以往的震后觀測表明，隧道易受到斷層錯動作用而發生破壞，嚴重威脅生命財產安全。然而，暫無成熟有效的隧道抗錯斷措施，因此亟需開發新技術以保障活動斷層區地下結構的安全。逆斷層錯動過程中，土體受到擠壓作用，土體的力學狀態向著被動土壓力狀態發展，形成巨大的能量，在此情況下，無法強硬地阻止逆斷層錯動。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的用于逆斷層中保護建筑物安全的吸能裝置能夠降低斷層錯動時對隧道或建筑物的影響。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種用于逆斷層中保護建筑物安全的吸能裝置，其包括：

至少一個連接為一體的吸能單元，吸能單元包括彈性鋼板、壓縮彈簧及由第一底板和第二底板拼組而成的裝置底板，第一底板和第二底板相接觸的斜面的傾斜角度與斷層傾角相同；裝置底板的厚度t＞Lsinθ，L為斷層的錯動量，θ為斷層傾角；

第一底板和第二底板背離其斜面的一側連接有向上延伸的側混凝土墻，其中一塊側混凝土墻的頂部安裝有頂混凝土墻，彈性鋼板一端連接在裝置底板上，另一端與傳力塊連接，壓縮彈簧一端與頂混凝土墻內底面連接，另一端與傳力塊頂面連接。

本發明的主要有益效果為：在使用時本方案的吸能裝置貫穿斷層，斷層發生錯動過程中，彈性鋼板受壓發生彈性變形，其上端向上延伸，壓縮彈簧進一步壓縮，將斷層錯動產生的能量轉化為彈性鋼板和壓緊彈簧的彈性勢能，既不破壞該吸能裝置，又能減小隧道或地下建筑方土體的變形，進而避免隧道或地下建筑受到斷層錯動的影響。

斷層未發生錯動時，彈性鋼板上方的壓縮彈簧能夠給彈性鋼板一個向下的力，以使彈性鋼板與兩側的側混凝土墻緊密接觸，以給側混凝土墻一個向外的擠壓力，以保證兩塊側混凝土墻在土體的擠壓下不變形，進而保證了整個吸能裝置的穩定性。

彈性鋼板安置在兩相鄰隔離柱之間，隔離柱既能提高側混凝土墻的穩定性，又能控制彈性鋼板的伸長方向。

附圖說明

圖1為用于逆斷層中保護地層中建筑安全的吸能裝置只有一個吸能單元的結構示意圖。

圖2為吸能裝置-斷層-隧道的位置關系圖。

圖3為地層中吸能裝置的橫斷面圖。

圖4為多個吸能單元組成的吸能裝置縱向布置圖。

其中，1、彈性鋼板；2、壓縮彈簧；3、裝置底板；31、第一底板；32、第二底板；4、側混凝土墻；5、頂混凝土墻；6、傳力塊；7、隔離柱；8、蓋板；9、隧道；10、斷層。

具體實施方式