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主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法
董建华
完成单位兰州理工大学
登记(发布)日期2016
中文摘要①课题来源与背景 本成果源于发明专利,名称:主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法,专利号: 2014106180351。各式各样的寒区工程相继修建 ,工程建设产生了大量 新边坡。新边坡的出现,不可避免地破坏了原有地表植被、水流路径等,造成地表换热条件 改变,施工完成后土坡面的吸热面积和吸热量显著增加,原有冻土的热量平衡遭到破坏,总 体热量吸入大于热量支出,冻融活动层温度升高 ,冻土上限下降 ,影响冻土边坡的稳定性, 而冻土边坡稳定性对线路长期安全运营具有潜在的威胁。因此,必须对其进行工程治理。普 通的治理措施是换填冻融层土体,坡面增设隔热保温层和非寒区的锚喷支护措施,由于冻 土含冰率高和温度敏感性特点 ,并且随着全球气候的变暖 ,热融量增多 ,换填法工程量巨 大,隔热保温稳固措施不可靠,且影响地表植被种植面积,荒漠化程度逐渐上升,普通锚喷 支护结构不能降低冻土上限的下降 ,且遭受强烈冻胀支护结构容易破坏。因此,需要一种新技术来有效防止土体冻胀、 融沉等灾害造成的支护结构破坏和坡体失稳。 ②技术原理及性能指标 主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构,包括框架、热锚管和制冷装置,热锚管由热管通过螺纹与中空锚管连接构成;金属内管嵌套于金属外管内,金属内管与金属外管之间两端封闭构成中空封闭圆筒,并在封闭圆筒内充填传热工质形成热管;制冷装置由制冷片,温控开关和太阳能板通过导线连接构成;热锚管的冷凝段安装制冷片;在热锚管上依次套锚具、弹簧和垫板 ,并放置于坡体洞内;在热锚管内压力注入浆体,通过中空锚管上的出浆孔与周围土层粘结成锚固段;在坡面上施作土工格栅和框架,热锚管穿越 横梁和立柱的交叉位置,用锚具将热锚管锚固于框架上;在坡脚施设排水沟;用导线依次将制冷片,框架上的温控开关和太阳能板连接。综合利用半导体制冷、热锚管和锚固技术于一体,形成主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构,能有效防治土体冻胀、融沉等灾害造成的坡体失稳和支护结构破坏。 ③技术的创造性与先进性 半导体制冷片与太阳能板连通,在电力的驱动下通过制冷片的冷面对热锚管冷凝段进 行冷却降温,使冷凝段内的传热工质蒸汽凝结,并回流到蒸发段继续重复工作。实现了热锚 管全年降温工作,这对多年冻土坡体的稳定起到很好的促进作用。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 现已熟练掌握本成果的工艺流程,广泛适用于季节性冻土边坡的加固,施工简单,性能可靠,能有效的解决冻胀融沉所引起的边坡失稳。 ⑤应用情况及存在的问题 已经与企业合作将技术应用于季节性冻土边坡工程中,仍需扩大推广应用范围。 ⑥历年获奖情况 无。
中文关键词边坡支护 ; 季节性冻土区 ; 热平衡 ; 边坡稳定性
语种中文
国家中国
来源机构兰州理工大学
资源类型成果
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/241341
推荐引用方式
GB/T 7714
董建华. 主动制冷和自恢复寒区边坡支护结构及施工方法[Z]. ,2016.
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