CN106120851A - 山体滑坡防卫系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种山体滑坡防卫系统，包括横向断面为L形的阻挡墙、设置于沿前后方向设置用于对阻挡墙左右限位的滑动限位槽和设置于阻挡墙后侧的阻尼装置，在阻挡墙受到滑坡砂石冲击而向后滑动的过程中，所述阻尼装置用于向前支撑于阻挡墙并提供阻尼力；通过在坡脚设置可滑动的阻挡墙，当坡面滑坡时，滑落的砂石冲击阻挡墙，使得阻挡墙在阻尼装置的阻尼力下向后滑动，可极大减小下落砂石对阻挡墙的冲击力，保证阻挡墙受到均匀而较小的冲击力，避免阻挡墙的损坏，保证对下落砂石的有效阻挡，提高路面的安全性；同时，阻挡墙的修筑面积较小，可制成成品后直接放置并安装阻尼装置，安装施工工期短，成本低，结构简单，易于安装。
Description
技术领域
本发明涉及边坡治理领域，具体涉及一种山体滑坡防卫系统。
背景技术
边坡一般是指具有倾斜坡面的山体侧面，由于坡表面倾斜，在坡体自身重力和其他的外力作用下，尤其是在降雨冲刷作用下易失稳而滑坡,整个坡体具有从高向低滑动的趋势，现有技术中,一般通过格构加固的方式对边坡表面进行加固；格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术，或者采用沿坡体侧面修筑挡土墙的方式,主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态，进而方式边坡滑坡后对下方的道路造成安全隐患；而通过修筑格构或挡土墙由于需要对这个坡面进行加固处理，一般的坡面面积较大，造成需要大量的人工和物料，且工程量大，对于较陡峭的坡体而言，施工难度也较大，造成边坡治理过程成花费成本较高，并且对于已经滑坡过的坡体需要重新进行加固，以保证加固的安全性；而这些需重复加固和工程量，均增加了边坡加固维修维成本，如果直接在坡脚修筑防护墙进行阻挡滑坡，由于滑坡的砂石在下滑过程具有一定的惯性，给防护墙造成的冲击极大，造成防护墙损坏而失去防护目的。
因此，为解决以上问题，需要一种山体滑坡防卫系统，能够有效对边坡滑坡情况进行防护，消除安全隐患，并且安装工程量小和成本低，结构简单，易于安装。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供山体滑坡防卫系统，够有效对边坡滑坡情况进行防护，消除安全隐患，并且安装工程量小和成本低，结构简单，易于安装。
本发明的山体滑坡防卫系统，包括横向断面为L形的阻挡墙、设置于沿前后方向设置用于对阻挡墙左右限位的滑动限位槽和设置于阻挡墙后侧的阻尼装置，在阻挡墙受到滑坡砂石冲击而向后滑动的过程中，所述阻尼装置用于向前支撑于阻挡墙并提供阻尼力。
进一步，所述阻尼装置为多个并沿阻挡墙纵向分布，各阻尼装置均包括支撑座、斜向阻尼器、竖向阻尼器和竖直滑动设置于阻挡墙背面的推块，所述斜向阻尼器和竖向阻尼器均包括内设阻尼介质的筒体、设置于筒体内的阻尼活塞和内端固定于阻尼活塞而外端轴向穿出筒体的阻尼杆，斜向阻尼器的筒体后端铰接于支撑座，斜向阻尼器的阻尼杆前端铰接于推块并在阻挡墙的作用下压缩并向上滑动；竖向阻尼器的筒体沿竖向固定设置于阻挡墙上端，竖向阻尼器的阻尼杆外端沿竖直向下作用于推块。防止挡护装置倾倒
进一步，所述斜向阻尼器和竖向阻尼器均为磁流变阻尼器，所述阻尼装置还包括
控制模块，所述控制模块与斜向阻尼器和竖向阻尼器的励磁导线连接并用于分别控制斜向阻尼器的阻尼力和竖向阻尼器的阻尼力；
压力传感器，压力传感器为多个并沿阻挡墙正面的竖直方向分布，用于检测阻挡墙正面压力沿竖直方向的分布并将检测值输送至控制模块；
位移速度检测器，用于检测阻挡墙和推块的位移和速度。
进一步，所述斜向阻尼器的筒体后端沿径向固定设置与支撑座铰接的铰接柱，所述阻尼装置还包括旋转磁流变阻尼器，所述旋转磁流变阻尼器为两个并且分别安装于铰接柱的两端并用于对斜向阻尼器转动阻尼控制，所述旋转磁流变阻尼器的励磁导线与控制模块。防止挡护装置跳起
进一步，所述支撑座为下端尖锐的基桩，所述基桩的上端面设置有用于与斜向阻尼器的筒体尾端铰接的铰接座。安装方便，拆卸方便
进一步，所述推块与阻挡墙之间设置多个沿竖直方向分布的滚轴，推块的底面内凹形成部分外包于滚轴的限位弧形槽；所述阻挡墙背面内凹形成沿竖直方向形成用于对推块限位的限位槽，所述竖向阻尼器的筒体底端抵压固定于限位槽的上端内壁。推块结构，保证受力强度高。
进一步，所述旋转磁流变阻尼器的壳体固定设有用于防止壳体转动的支撑翼，所述支撑翼为两片并前后支撑于旋转磁流变阻尼器的两侧。支撑轻巧，方便
进一步，所述斜向阻尼器的筒体后端沿轴向延伸并形成安装柱，所述铰接柱与安装柱一体成型。筒体结构，保证强度
进一步，所述阻挡墙包括竖向墙体和位于竖向墙体前侧的横向底部，所述横向底部前端上表面凸起形成端面为直角三角形的倒钩。
进一步，所述阻尼活塞设在筒体中并将筒体分隔第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均设置有磁流变液，所述阻尼活塞包括活塞头和励磁线圈，所述活塞头的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室与第二腔室之间流动的螺旋形阻尼通道，所述励磁线圈设在螺旋形阻尼通道的径向外侧。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种山体滑坡防卫系统，通过在坡脚设置可滑动的阻挡墙，当坡面滑坡时，滑落的砂石冲击阻挡墙，使得阻挡墙在阻尼装置的阻尼力下向后滑动，可极大减小下落砂石对阻挡墙的冲击力，保证阻挡墙受到均匀而较小的冲击力，避免阻挡墙的损坏，保证对下落砂石的有效阻挡，提高路面的安全性；同时，阻挡墙的修筑面积较小，可制成成品后直接放置并安装阻尼装置，安装施工工期短，成本低，结构简单，易于安装。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中磁流变阻尼器的结构示意图；
图3为本发明中阻挡墙背面的结构示意图；
图4为本发明中控制结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明中磁流变阻尼器的结构示意图，图3为本发明中阻挡墙背面的结构示意图，图4为本发明中控制结构示意图，如图所示，本实施例中的山体滑坡防卫系统；包括横向断面为L形的阻挡墙1、设置于沿前后方向设置用于对阻挡墙左右限位的滑动限位槽和设置于阻挡墙1后侧的阻尼装置，在阻挡墙1受到滑坡砂石冲击而向后滑动的过程中，所述阻尼装置用于向前支撑于阻挡墙1并提供阻尼力；所述滑动限位槽可挖坑并浇筑形成，用于阻挡墙1向后滑动时对其左右限位，保证阻挡墙平动转动，左右表示沿滑坡滑动方向的左右两侧；横向表示在水平面内垂直于阻挡墙1长度的方向，向前表示阻挡墙1朝向边坡的方向，反之为后，阻挡墙1可由钢筋混凝土一体成型，并在底部转角处可设置加强肋，阻挡墙1底部向前延伸形成横向断面为L形，保证在阻挡墙1受到冲击后静止时的稳定；通过在坡脚设置可滑动的阻挡墙1，当坡面滑坡时，滑落的砂石冲击阻挡墙1，使得阻挡墙1在阻尼装置的阻尼力下向后滑动，可极大减小下落砂石对阻挡墙1的冲击力，保证阻挡墙1受到均匀而较小的冲击力，避免阻挡墙1的损坏，保证对下落砂石的有效阻挡，提高路面的安全性；同时，阻挡墙1的修筑面积较小，可制成成品后直接放置并安装阻尼装置，安装施工工期短，成本低，结构简单，易于安装；所述阻尼装置可采用现有技术中所有能实现本发明目的的所有阻尼装置，在此不再赘述。
本实施例中，所述阻尼装置为多个并沿阻挡墙1纵向分布，各阻尼装置均包括支撑座2、斜向阻尼器3、竖向阻尼器4和竖直滑动设置于阻挡墙1背面的推块5，所述斜向阻尼器3和竖向阻尼器4均包括内设阻尼介质6的筒体、设置于筒体内的阻尼活塞7和内端固定于阻尼活塞7而外端轴向穿出筒体的阻尼杆8，斜向阻尼器3的筒体后端铰接于支撑座2，斜向阻尼器3的阻尼杆8前端铰接于推块5并在阻挡墙1的作用下压缩并向上滑动；竖向阻尼器4的筒体4a沿竖向固定设置于阻挡墙1上端，竖向阻尼器4的阻尼杆8外端沿竖直向下作用于推块5；竖向阻尼器4的阻尼杆外端表示位于竖向阻尼器筒体4a外的一端，所述支撑座2固定设置阻挡墙1后侧的地面，通过斜向阻尼器3、竖向阻尼器4和推块的设置,保证阻尼装置对阻挡墙1的阻尼力的作用点在竖直方向为可向上移动，可适应于阻挡墙1沿竖直方向向上逐渐受到砂石冲击力的情况，避免阻挡墙1受到较大前后方向的剪切力而损坏，并且利于对阻挡墙1阻尼效率的提高，保证有效阻尼，缩短阻尼距离，避免阻挡墙1翻倒。
本实施例中，所述斜向阻尼器3和竖向阻尼器4均为磁流变阻尼器，所述阻尼装置还包括
控制模块，所述控制模块与斜向阻尼器3和竖向阻尼器4的励磁导线连接并用于分别控制斜向阻尼器3的阻尼力和竖向阻尼器4的阻尼力；
压力传感器9，压力传感器9为多个并沿阻挡墙1正面的竖直方向分布，用于检测阻挡墙1正面压力沿竖直方向的分布并将检测值输送至控制模块；
位移速度检测器，用于检测阻挡墙1和推块的位移和速度，所述控制模块根据压力传感器9的检测到的阻挡墙1正面不同竖直高度的压力，判断阻挡墙1正面的竖直方向受力情况，并结合位移速度检测器检测到的阻挡墙1和推块的位移和速度，位移速度检测器包括用于阻挡墙的第一位移速度检测器5a和用于推块的第二位移速度检测器5b，第一位移速度检测器5a安装于支撑座，第二位移速度检测器5b安装于竖向阻尼器4的外壳上，合理调节斜向阻尼器3和竖向阻尼器4的阻尼力，使推块的移动位移与阻挡墙1竖直方向受到的最大冲击力等高，而控制模块通过控制竖向阻尼器4的阻尼力结参考最大冲击力的高度变化进而调节推块的竖向高度可通过现有的计算方法即可获得，在此不再赘述，同时控制模块根据阻挡墙1的移动位移和速度，进而控制斜向阻尼器3的阻尼力，比如阻挡墙1速度过快可增大斜向阻尼器3的励磁电流，进而增大斜向阻尼器3的阻尼力，可有效对阻挡墙1适应性阻尼，保证阻尼效率；当然还阻尼装置还包括位于各部件提供电源的电源模块，控制模块可为51单片机，位移速度检测器可采用激光测速-测位移仪，压力传感器9为应变式压力传感器9，均为现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，所述斜向阻尼器3的筒体后端沿径向固定设置与支撑座2铰接的铰接柱3b，所述阻尼装置还包括旋转磁流变阻尼器10，所述旋转磁流变阻尼器10为两个并且分别安装于铰接柱3b的两端并用于对斜向阻尼器3转动阻尼控制，所述旋转磁流变阻尼器10的励磁导线与控制模块；铰接柱3b与斜向阻尼器3的筒体的固定方式可采用现有的焊接或一体成型；旋转磁流变阻尼器10的阻尼转轴与铰接柱3b传动配合，通过旋转磁流变阻尼器10的设置，可对斜向阻尼器3提供转动阻尼力，进而减小斜向阻尼器3对推块向上的作用力，结合阻挡墙1受到砂石向下的重力作用，保证阻挡墙1不会离地，同时旋转磁流变阻尼器10增大阻尼耗能，保证阻尼效果。
本实施例中，所述支撑座2为下端尖锐的基桩，所述基桩的上端面设置有用于与斜向阻尼器3的筒体尾端铰接的铰接座；占地空间小，安装方便，拆卸方便
本实施例中，所述推块5与阻挡墙1之间设置多个沿竖直方向分布的滚轴11，推块5的底面内凹形成部分外包于滚轴11的限位弧形槽；所述阻挡墙1背面内凹形成沿竖直方向形成用于对推块5限位的限位槽12，所述竖向阻尼器4的筒体底端抵压固定于限位槽12的上端内壁；保证推块易于滑动，不易损坏，而竖向阻尼器4的筒体底端抵压固定于限位槽12的上端内壁，保证竖向阻尼器4的筒体稳定性好，抗压强。
本实施例中，所述旋转磁流变阻尼器10的壳体固定设有用于防止壳体转动的支撑翼13a，所述支撑翼13a为两片并前后支撑于旋转磁流变阻尼器10的两侧；结构简单，固定方便，质量轻，易于移动。
本实施例中，所述斜向阻尼器3的筒体后端沿轴向延伸并形成安装柱13，所述铰接柱3b与安装柱13一体成型；有效提高结构强度。
本实施例中，所述阻挡墙1包括竖向墙体14和位于竖向墙体14前侧的横向底部15，所述横向底部15前端上表面凸起形成端面为直角三角形的倒钩16；避免阻挡墙1静止时受到滑落砂石的侧向压力而滑动，保证阻挡墙1作为挡土墙时的稳定性。
本实施例中，所述阻尼活塞7设在筒体中并将筒体分隔第一腔室17和第二腔室18，第一腔室17和第二腔室18均设置有磁流变液，所述阻尼活塞7包括活塞头19和励磁线圈20，所述活塞头19的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室17与第二腔室18之间流动的螺旋形阻尼通道21，所述励磁线圈20设在螺旋形阻尼通道21的径向外侧；在活塞头19的外表面设置螺旋形阻尼通道21，相比于直线结构的阻尼通道，可以增长阻尼通道的有效长度，扩大阻尼力输出范围，能够满足高速冲击下的缓冲要求；励磁线圈20设在螺旋形阻尼通道21的径向外侧，有利于励磁线圈20形成垂直于阻尼通道中磁流变介质运动方向的磁场作用，工作缸的筒体无需作为导磁部件，简化了加工工艺。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种山体滑坡防卫系统，其特征在于：包括横向断面为L形的阻挡墙、设置于沿前后方向设置用于对阻挡墙左右限位的滑动限位槽和设置于阻挡墙后侧的阻尼装置，在阻挡墙受到滑坡砂石冲击而向后滑动的过程中，所述阻尼装置用于向前支撑于阻挡墙并提供阻尼力。
2.根据权利要求1所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述阻尼装置为多个并沿阻挡墙纵向分布，各阻尼装置均包括支撑座、斜向阻尼器、竖向阻尼器和竖直滑动设置于阻挡墙背面的推块，所述斜向阻尼器和竖向阻尼器均包括内设阻尼介质的筒体、设置于筒体内的阻尼活塞和内端固定于阻尼活塞而外端轴向穿出筒体的阻尼杆，斜向阻尼器的筒体后端铰接于支撑座，斜向阻尼器的阻尼杆前端铰接于推块并在阻挡墙的作用下压缩并向上滑动；竖向阻尼器的筒体沿竖向固定设置于阻挡墙上端，竖向阻尼器的阻尼杆外端沿竖直向下作用于推块。
3.根据权利要求2所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述斜向阻尼器和竖向阻尼器均为磁流变阻尼器，所述阻尼装置还包括
控制模块，所述控制模块与斜向阻尼器和竖向阻尼器的励磁导线连接并用于分别控制斜向阻尼器的阻尼力和竖向阻尼器的阻尼力；
压力传感器，压力传感器为多个并沿阻挡墙正面的竖直方向分布，用于检测阻挡墙正面压力沿竖直方向的分布并将检测值输送至控制模块；
位移速度检测器，用于检测阻挡墙和推块的位移和速度。
4.根据权利要求3所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述斜向阻尼器的筒体后端沿径向固定设置与支撑座铰接的铰接柱，所述阻尼装置还包括旋转磁流变阻尼器，所述旋转磁流变阻尼器为两个并且分别安装于铰接柱的两端并用于对斜向阻尼器转动阻尼控制，所述旋转磁流变阻尼器的励磁导线与控制模块。
5.根据权利要求2所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述支撑座为下端尖锐的基桩，所述基桩的上端面设置有用于与斜向阻尼器的筒体尾端铰接的铰接座。
6.根据权利要求2所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述推块与阻挡墙之间设置多个沿竖直方向分布的滚轴，推块的底面内凹形成部分外包于滚轴的限位弧形槽；所述阻挡墙背面内凹形成沿竖直方向形成用于对推块限位的限位槽，所述竖向阻尼器的筒体底端抵压固定于限位槽的上端内壁。
7.根据权利要求4所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述旋转磁流变阻尼器的壳体固定设有用于防止壳体转动的支撑翼，所述支撑翼为两片并前后支撑于旋转磁流变阻尼器的两侧。
8.根据权利要求4所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述斜向阻尼器的筒体后端沿轴向延伸并形成安装柱，所述铰接柱与安装柱一体成型。
9.根据权利要求1所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述阻挡墙包括竖向墙体和位于竖向墙体前侧的横向底部，所述横向底部前端上表面凸起形成端面为直角三角形的倒钩。
10.根据权利要求2所述的山体滑坡防卫系统，其特征在于：所述阻尼活塞设在筒体中并将筒体分隔第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均设置有磁流变液，所述阻尼活塞包括活塞头和励磁线圈，所述活塞头的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室与第二腔室之间流动的螺旋形阻尼通道，所述励磁线圈设在螺旋形阻尼通道的径向外侧。
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