CN103038424A - 用于稳定土结构的面板件 - Google Patents

Abstract

用于稳定土结构中的面板件(34)，其中，面板件至少包括在后表面(32)上具有开口(36)的空心部分(37)，其中，柱状芯部(5)设置为至少部分地位于空心部分(37)中，且由两连续部分(51，52)组成，其中，第一部分(51)到其端头(54)具有连续减少的尺寸，而第二部分(52)到其端头(55)具有连续常量和/或减小的尺寸，且其中：L₂≥1.2×d₁；及A≥0.24×d₁ ²；其中L₂是第一部分(51)的端头(54)和后表面(32)之间的间距；d₁是在第一部分(51)的端头(54)处测量的柱状芯部(5)的宽度；A为平面(X，Z)中柱状芯部(5)横截面的面积。因此获得了提高的锚固特性。

Description

用于稳定土结构的面板件

技术领域

本发明涉及用于稳定土结构的面板件。其还涉及包括所述面板件的稳定土结构以及用于立起稳定土或加固泥土结构的方法。这一建筑技术通常用于生产比如挡土墙、桥台等结构。

背景技术

稳定土结构包括压实的填充物、面板和通常与面板连接的加固件。加固件设置在具有一定密度的土壤中，该密度取决于将施加到该结构上的应力、通过土壤-加固件摩擦而起作用的土壤推力。

本发明更特别地涉及，当加固件为如基于聚酯纤维的合成材料的填充加固条形式的情况。

面板通常由面板件制成，比如呈预制的混凝土构件的形式，如厚板或大块，并排覆盖在该结构的前表面。当该结构具有一个或多个台阶时，在不同水平面的面板之间的这一前表面上可以有水平台阶。

放置在填充物中的填充加固条通常通过可以为各种形式的机械连接部件固定到面板。一旦该结构完成，分布的加固件在填充物中传递高载荷，有时候高达几顿。它们与面板的连接需要是结实的，从而保持整体的内聚力。

面板件包括沿着纵向方向X和垂直方向Z延伸的前表面和后表面，以及在所述前后表面之间的主体。

一些已知面板件的主体至少包括在后表面上具有开口的空心部分，其中，柱状芯部与主体粘合且至少部分地设置在空心部分中，从而为填充加固条形成锚固区。

专利文献US 5,839,855公开了面板件的示例，用于容纳填充加固条的通道是“C”形的且在面板件的厚度之内。

尽管前述的面板件广泛并有效地使用，但也注意到当它们被加固填充条拉伸之时根据弯曲模式不同，它们的柱状芯部通常会破裂。这个破裂模式可能限制锚固区的有效性，且当设计包含所述面板件的稳定土结构时，必须考虑该破裂模式。

发明内容

本发明的目的是提出用于稳定土结构的新型面板件，使其能够减少上述问题的发生率。

本发明因而提出了用于稳定土结构的面板件，其中，面板件包括沿着纵向方向X和垂直方向Z延伸的前表面和后表面，以及在所述前后表面之间的主体，所述主体至少包括在后表面上具有开口的空心部分，其中，柱状芯部与主体粘合并至少部分地设置在空心部分中，从而为填充加固条形成锚固区，其中，柱状芯部大体上平行于纵向方向X延伸，柱状芯部在垂直于平面(X，Z)的平面(Y，Z)中的横截面由通过沿着方向Z虚拟直线分开的两个连续部分组成，其中，第一部分在方向Y上从虚拟直线到端头具有连续减小的尺寸，该端头相反于面板件的后表面，而第二部分从虚拟直线到指向所述后表面的端头具有连续的常量和/或渐减的尺寸，且其中：

L₂≥1.1×d₁；及

A≥0.24×d₁ ²；其中：

L₂是第一部分的端头和后表面之间在Y方向上测到的间距；

d₁是X方向上在第一部分端头测量到的柱状芯部的宽度；

A为在平面(Y，Z)中柱状芯部横截面的面积。

面板件的所述形状和几何特征能够避免在柱状芯部被填充加固条拉伸时基于弯曲模式之下柱状芯部的破裂。发明人已经注意到，所述面板件的柱状芯部会根据剪切模式而破裂。

当比较基于那两种不同模式下破裂的样本时，可以注意到，之前已知的面板件芯部、根据弯曲模式在它们的两端之间破裂，大概在所述芯部的中间，然而面板件芯部根据本发明在它们的端头处破裂，而它们与主体粘附地附接。

可选地，可以注意到，形成在本发明面板件中的断裂在所述主体中形成。当填充加固条在Y方向上拉伸之时，这些断裂通常形成在平面(X，Z)中四个接近45°的方向上。

发明人已经注意到，根据本发明的面板件中消散的断裂能，与当芯部基于弯曲模式而断裂时消散的断裂能相比，明显更高。

继而，优选地，可以设计出具有所述面板件的稳定土结构。根据实施例，与在先已知的面板件相比，可以大大减小根据本发明面板件的厚度，并且对于两种面板件来说都获得了相似的牵引阻力。

根据进一步的实施例，可以单独或者组合地考虑下面的内容：

→从虚拟直线到朝向后表面的端头，第二部分具有连续减小的尺寸；

→L₂≥1.3×d₁；

→A≥0.40×d₁ ²；

→L₂/L₁≥0.5；其中L1是根据穿过柱状芯部沿着Y方向的线测量的前后表面之间的最大间距；

→柱状芯部第一部分的横截面在半圆形、半椭圆形、半卵形组成的列表中选择；

→柱状芯部第二部分的横截面在半圆形、半椭圆形、半卵形、三角形、不等边四边形、长方形组成的列表中选择；

→主体和柱状芯部用相同的铸造材料铸造在一起；主体和柱状芯部还可以由不同材料制成；柱状芯部还可以独立制造，然后放入模具中，从而铸造成主体，并使得柱状芯部粘附到主体上；

→主体由混凝土制成；

→柱状芯部横截面的面积A沿着X轴线基本上是常量；

→面板件是板状的，且第一部分端头和后表面之间的距离L₂至少为板形面板件厚度的一半。

本发明还涉及稳定土结构，包括填充加固条，其延伸穿过位于该结构前表面之后的填充物的加固区，以及沿着所述前表面的面板，其还沿着纵向方向X’和垂直方向Z’延伸，面板至少包括根据本发明的面板件，且上述公开的方向X和Z设置为与方向X’和Z’一致，填充加固条被设置为绕着所述面板件的柱状芯部形成开环，且所述开环通过填充加固条的某段在每一侧上延伸，所述段至少部分地在填充物中延伸。

根据所述稳固土壤结构的实施例，形成开环的所述条其表面接触并大体上压住柱状芯部第一部分的横截面整个外边缘，以及柱状芯部第二部分横截面的外边缘的至少部分。根据所述实施例，压缩载荷至少部分地绕着柱状芯部施加。所述实施例帮助进一步提高锚固区的拉伸阻力。

根据上述实施例，形成开环的条的表面可至少接触20％，比如至少50％的柱状粘结芯部第二部分横截面的外周。

根据一实施例，延伸开环的两段穿过相同的狭槽从面板中伸出。根据另一个实施例，它们通过两条不同的狭槽伸出。所述两条不同狭槽可在相同(X，Y)平面，或者设置在两个分开的(X，Y)平面上。

本发明还涉及用于立起稳定土结构的方法，其包括填充加固条，该条延伸穿过位于该结构前表面之后的填充物的加固区，及沿着所述前表面放置的面板，该面板沿着纵向方向X’和垂直方向Z’延伸，该加固条在各自的锚固区被锚固到面板上，其包括如下步骤：

a)通过至少使用根据本发明的且在上面已经公开的面板件立起至少面板的某部分，面板件的方向X和Z被设置为与方向X’和Z’一致；

b)至少在步骤a)的面板件其锚固区中定位填充加固条，从而绕着所述面板件的柱状芯部形成开环，且该开环通过加固条某段在每一侧上延伸；

c)在所述填充加固条上覆盖填充材料并压实。

附图说明

参考附图，本发明的其他特征和优点将通过下面一些非限定的说明性实施例变得明了，其中：

-图1为在建筑过程中根据本发明稳定土结构的横截面上的示意图；

-图2和3分别为根据本发明实施例的面板件在平面(X，Z)和(X，Y)上的部分横截面示意图；

-图4到12a为在平面(Y，Z)上本发明其他非限定实施例的部分横截面示意图，而图12b涉及在平面(X，Y)上画出的图12a的实施例。

本领域技术人员可以理解，图中的元件为了简化和清晰的需要不必按比例绘制。比如，附图中的一些元件的尺寸可相对于其他元件而放大，以帮助提高对本发明实施例的理解。不同附图中相同的附图标记指类似零件。

具体实施方式

图1示出了本发明应用于稳定土挡土墙的建筑或者在表面4之前的稳定土结构。加固件2分布在压实填充物1中，压实填充物1被面板3界限在该结构的前侧上，被泥土界限在后侧上，面板3由诸如呈板形式的预制元件34形成，而稳定土结构墙对着泥土竖起。

面板3沿纵向方向X’和垂直方向Z’延伸。面板3可以是竖直的或者是倾斜的。

面板件34具有前表面31和后表面32。

加固件延伸并穿过位于该结构前表面之后的填充物的加固区11。区12不包括填充加固条，其可以位于加固区11和表面4之间。

加固件2包括柔性条形式的合成加固部件，其在面板3之后的水平平面中延伸。特别地，这些填充加固条可以是基于包裹在聚乙烯中的聚酯纤维。

加固条2在锚固区35中附接到一起结合形成面板3的预制元件34上。这些元件34通常由加固混凝土制成。在所示示例中，它们是板状的。它们还可以具有其他形式，特别是块状形式。根据示例，当这样的元件34的混凝土在模制时，一条或多条加固条2可安装在模具中以提供条-元件的锚固。在混凝土固化之后，每一条具有从元件冒出的两个部分，并待安装到填充材料中。根据另一实施例，在立起该结构之时放置好面板件之后，加固条被引入到锚固区35中。

立起该结构的步骤如下：

a)放置一些面板件34，然后这样才能够将填充材料引入到一定深度。按照已知方式，面板的立起和定位可通过在面板之间放置组装部件而变得更为容易。条2就这样定位在面板件34之上的，这以便于当面板立起之时，部分面板件能定位在相同的水平位置上。

b)引入填充材料11，12，并逐渐压实填充材料，直到放置的加固条2达到下一特定的高度。

c)在这个高度上将加固条2放置在填充物上。

d)在刚刚安装好的加固条2上引入填充材料。一边引入这一填充材料一边压实。

e)如果要针对每一系列面板件34提供条的几个层面，则重复步骤b)到d)。

f)重复步骤a)到e)直到达到填充物的上部层面。

在填充材料引入和压实期间，已经放置在下部层面的加固条2受到拉伸。这个拉伸是由条和填充材料之间的摩擦形成的，并保证了结构的加固。这样，拉伸是在良好条件下建立的，建议一个层面的条从它们的面板件上冒出，这样它们都与这一层面正确地对齐。还建议当它们从面板上冒出时它们是水平放置的，从而保证了它们不会在填充的材料中扭曲。

图2和3是根据本发明实施例的面板件34的部分横截面图，其中，面板件34包括沿着纵向方向X和垂直方向Z延伸的前表面和后表面，以及在所述前表面和后表面之间的主体。所述主体至少包括在后表面32上具有开口36的空心部分37，其中，柱状芯部5与主体粘合并至少部分地设置在空心部分37中从而为填充加固条形成锚固区35。柱状芯部35大体上平行于纵向方向X及其横截面在垂直于平面(X，Z)的平面(Y，Z)中延伸，其由被沿着方向Z的虚拟直线53分开的两个连续部分51，52组成，其中，第一部分51在方向Y上从虚拟直线到端头54在尺寸上持续减小，端头54大体上相反于面板件的后表面32朝向，而第二部分52从虚拟直线53到向着所述后表面32朝向的端头55在尺寸上连续减小。

根据本发明面板件的所述实施例的主要几何特征为：

→L₁为面板件的厚度，也即根据沿着Y方向穿过柱状芯部5的线测量的前表面31和后表面32之间的最大间距；

→L₂为在Y方向上测量的第一部分51的端头54和后表面32之间的间距；

→L₃为在Y方向上测量的第二部分52的端头55和后表面32之间的间距；

→d₁为X方向上在第一部分51的端头54处测量的柱状芯部5的宽度；

→d₂为X方向上在第二部分52的端头55处测量的柱状芯部5的宽度；

→d₃为X方向上在后表面32上测量的开口36的宽度；

→L₁是Z方向上测量的空心部分37的最大间距；

→L₂是Z方向上测量的柱状芯部5的最大间距；

→L₃是Z方向上在后表面32上测量的空心部分37其开口36的最大部分的尺寸；

→A为在平面(Y，Z)中测量的柱状芯部5其横截面的面积；

根据不限于图2和3实施例的实施例，它们可以一般化为其他的实施例：

→厚度L₁是沿着Z方向的常量，Y方向上整个面板件的厚度可以是常量；

→间距d₃大于或等于间距d₂；

→间距d₂大于或等于间距d₁；

→端头55位于空心部分37内部，间距L₃被定义为正数，比如等于或大于间距L₁的10％；

→Z方向的线相应于空心部分37的最大间距，其包括虚拟直线53；

→间距L₃小于间距L₂。

根据本发明：

L₂≥1.1×d₁；及

A≥0.24×d₁ ²

由于根据本发明面板件的几何特征，当柱状芯部被填充加固条拉伸的时候，我们可以实验性地证明柱状芯部的破裂有利地根据剪切模式而发生。

当L₂≥1.3×d₁；和/或A≥0.40×d₁ ²和/或当L₂/L₁≥0.5时，所述柱状芯部的阻力甚至增强了。

根据图2和3的实施例，柱状芯部5和空心部分37相对于平行于(Y，Z)平面的平面是对称的，而(Y，Z)平面穿过所述部分的中间。

柱状芯部的第一部分51其横截面是半圆形的，且所述芯部的第二部分是半卵形的。

图2还显示了填充加固条2如何设置在面板件34的锚固区35中。条2设置为形成绕着柱状芯部5的开环25；所述开环25通过从面板件后表面32冒出的段26，27而在每一侧延伸，从而适于至少部分地在填充物中延伸。

根据一实施例，条2的表面21+22+23接触芯部5的外表面，表面21大体上压住柱状芯部第一部分51横截面的外周整个外表面，而表面22和23压住柱状芯部5的第二部分52横截面外周的一部分外表面。已经证实，由于这一实施例，柱状芯部的阻力进一步加强了。

图4到12示出了根据本发明面板件其他实施例的各种示例。

在图4的示例中，芯部5相对于图2中芯部5的位置倾斜了角度α。

在图5的示例中，端头54，大体上相反于面板件后表面32朝向，其包括位于两个弯曲表面之间的平坦表面57。还是在这个示例中，第二部分52包括从虚拟直线53到端头55的外相反弯曲表面56。

在图6的示例中，第二部分52横截面的外周由两个通过弯曲线连接在一起的大体上直的线61和62形成。

在图7的示例中，第二部分52横截面的外周由在面板件后表面32处终结的大体上直的线71形成。

第二部分52的横截面的外周的端头是通过与面板件的后表面32合并的直线72所形成的。

在图8的示例中，第二部分52的横截面的外周由弯曲段81、后跟大体上平行于Y轴线的大体上直的线83的反向曲线82形成。所述外周的端头由与面板件后表面32结合的直线84形成。

在图9的示例中，第二部分52的横截面的外周由弯曲段91、后跟平行于Y轴线的大体上直的线93的反向曲线82形成。根据这个实施例，柱状芯部的横截面是非对称的，且所述横截面的最低部分比上部要平坦。芯部的端头55的直线可以分为两个厚度e90和e91，其中，e90相应于在Y轴穿过的线段53中间的线段和横截面端头的下部之间的间距，而e91相应于所述线段和横截面端头上部之间的间距。并且e90高于e91。

在图10的示例中，第二部分52横截面的外周是由两条平行于Y轴线的平行直线段100及线段53限定的长方形，且端头55与后表面32结合在一起。根据这个实施例，e3等于e1。

在图11的示例中，柱状芯部5从空心部分突出，且部件111伸出面板件主体外。

在图12的示例中，芯部5被设计为延伸条状开环的填充加固条的两个段，通过两条不同的狭槽121，122从面板中穿出。根据图12的实施例，两不同狭槽被设置在相同平面(X，Y)中。线段123，124为可从槽121中冒出的部分限定出空间，而线段125，126为可从槽122中冒出的部分限定出空间。

大体上，本发明的面板件和相关的用于立起稳定土结构的方法，与大量的结构布局、条长度、设定条的密度等等都是兼容的。

Claims (15)

1.用于稳定土结构的面板件(34)，其中，所述面板件包括沿着纵向方向X和垂直方向Z延伸的前表面(31)和后表面(32)，以及位于所述前表面和后表面之间的主体，所述主体至少包括在所述后表面(32)上具有开口(36)的空心部分(37)，其中，柱状芯部(5)与所述主体粘合，并至少部分地设置在所述空心部分(37)中，以便形成用于填充加固条(2)的锚固区(35)，其特征在于，所述柱状芯部(5)大体上平行于所述纵向方向X延伸，且所述柱状芯部(5)在垂直于平面(X，Z)的平面(Y，Z)中的横截面由通过沿着方向Z的虚拟直线(53)分隔开的两个连续部分(51，52)组成，其中，第一部分(51)在方向Y上从所述虚拟直线(53)到大体上背对于所述面板件的后表面(32)的端头具有连续减小的尺寸，而第二部分(52)从所述虚拟直线(53)到面向所述后表面(32)的端头(55)具有连续不变和/或连续减小的尺寸，且其中：

L₂≥1.1×d₁；及

A≥0.24×d₁ ²；其中：

L₂是在Y方向上测量的所述第一部分(51)的端头(54)和所述后表面(32)之间的间距；

d₁是在X方向上在所述第一部分(51)的所述端头(54)处测量的所述柱状芯部(5)的宽度；

A为在平面(Y，Z)中所述柱状芯部(5)的横截面的面积。

2.根据前述权利要求所述的面板件，其特征在于，所述第二部分(52)从所述虚拟直线(53)到指向所述后表面(32)的所述端头(55)具有连续减小的尺寸。

3.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，L₂≥1.3×d₁。

4.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，A≥0.40×d₁ ²。

5.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，L₂/L₁≥0.5；其中：

L₁为在沿着Y方向穿过所述柱状芯部(5)的线上测量的所述前表面(31)和所述后表面(32)之间的最大间距。

6.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，所述柱状芯部的横截面的所述第一部分(51)在由半圆形、半椭圆形、半卵形组成的列表中选择。

7.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，所述柱状芯部的横截面的所述第二部分(52)在由半圆形、半椭圆形、半卵形、三角形、不等边四边形、长方形组成的列表中选择。

8.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，所述主体(34)和所述柱状芯部(5)用相同的铸造材料一起铸造而成。

9.根据前述任一项权利要求所述的面板件，其特征在于，所述面板件(34)是板状形式的，且其中，所述第一部分(51)的所述端头(54)和所述后表面(32)之间的间距L₂至少为所述板状的面板件(34)的厚度的一半。

10.稳定土结构，其包括填充加固条(2)，所述填充加固条延伸穿过位于所述结构的前表面后方的填充物(1)的加固区(11)，以及面板(3)，所述面板(3)沿着所述前表面放置且沿着纵向方向X′和垂直方向Z′延伸，所述面板(3)至少包括根据前述任一项权利要求所述的面板件(34)，其中方向X和Z被设置为与方向X′和Z′一致，以及填充加固条(2)，所述填充加固条(2)被设置为形成绕着所述面板件的所述柱状芯部(5)的开环(25)，所述开环(25)通过所述填充加固条的段(26，27)在每一侧被延伸，所述段(26，27)至少部分地在填充物(1)中被延伸。

11.根据前述任一项权利要求所述的稳定土结构，其特征在于，形成所述开环(25)的所述条(2)的表面(21+22+23)接触并大体上压住所述柱状芯部(5)的所述第一部分(51)的横截面的整个外周，以及所述柱状芯部(5)的所述第二部分(52)的横截面的至少部分外周。

12.根据前述任一项权利要求所述的稳定土结构，其特征在于，形成所述开环(25)的所述条(2)的表面(22，23)接触所述柱状粘结芯部(5)的所述第二部分(52)的横截面的外周的至少20％，例如至少50％。

13.根据权利要求10到12中任一项所述的稳定土结构，其特征在于，延伸所述条开环(25)的两个段(26，27)穿过相同的狭槽(36)从所述面板伸出。

14.根据权利要求10到12中任一项所述的稳定土结构，其特征在于，延伸所述条开环(25)的两个段(26，27)穿过不同的两狭槽(121，122)从面板伸出。

15.用于立起稳定土结构的方法，包括填充加固条(2)，所述填充加固条延伸穿过位于所述结构后方的填充物(1)的加固区(11)，以及面板(3)，所述面板(3)沿着所述前表面放置且沿着纵向方向X′和垂直方向Z′延伸，加固条(2)在相应的锚固区(35)内固定到所述面板(3)，其包括步骤：

a)通过至少使用一件根据权利要求1到9中任一项所述的面板件(34)，立起所述面板(3)的至少一部分，以便于使所述面板件(34)的方向X和Z与方向X′和Z′一致；

b)至少在步骤a)的所述面板件的锚固区中定位填充加固条(2)，以便于绕着所述面板件的所述柱状芯部(5)形成开环(25)，以使所述开环(25)通过所述加固条(2)的段(26，27)在其每一侧被延伸；

c)在所述填充加固条(2)上覆盖填充材料并压实它。

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