CN106703052A - 利用太阳能降低坡体含水率的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用太阳能降低坡体含水率的装置，包括插入坡体排水沟内的上部开设有水蒸气溢出口的绝热钢管，绝热钢管上端安装有太阳能电池板，绝热钢管下段均匀布设有多个预设孔，开设有多个预设孔洞的绝热钢管段外包裹有土工布层，绝热钢管下端螺纹连接有传热圆锥管，传热圆锥管内安装有加热装置，传热圆锥管外安装有含水率监测探头；太阳能电池板、总控开关、控制模块以及含水率监测探头串连形成闭合回路，加热装置与控制模块电连接。本发明提供的利用太阳能降低坡体含水率的装置及其方法，可以解决现有边坡排水工程施工难度大，周期长，费用高的问题，实施简便快捷，费用低，施工过程对边坡稳定性影响小，后期维护简单。

Description

利用太阳能降低坡体含水率的装置及其方法
技术领域
本发明涉及降低坡体含水率领域，尤其是一种利用太阳能降低坡体含水率的装置及其方法。
背景技术
水是边坡失稳的主因之一。现有边坡加固排水系统包括：地表排水工程和地下排水工程。地表排水工程常采用截水沟，排水沟。地下排水根据边坡所处的位置、工程地质和水文地质条件等，可选用盲沟、排水孔、排水井、排水洞、大口径管井、集水井、水平排水管或排水截槽等方案。
地表排水的目的是最大限度的把雨水从地表排走，防止其渗入坡体 ；地下排水的目的是最大限度的降低坡内形成的地下水位高度。纵观现有的边坡加固排水系统均着眼宏观层面，是战略性的工程措施；细观层面的角度比如直接考虑调节岩土体含水率稳定边坡的工程措施少见。另上述现有的排水系统工程规模皆大，周期长，尤其是地下排水工程施工过程更是影响边坡稳定性，对边坡结构要求较高，施工前一般应进行稳定验算。工程建设及后期维护费用颇高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用太阳能降低坡体含水率的装置及其方法，可以解决现有边坡排水工程施工难度大，周期长，费用高的问题，实施简便快捷，费用低，施工过程对边坡稳定性影响小，后期维护简单。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用太阳能降低坡体含水率的装置，包括插入坡体排水沟内的上部开设有水蒸气溢出口的绝热钢管，绝热钢管上端安装有太阳能电池板，绝热钢管下段均匀布设有多个预设孔，开设有多个预设孔洞的绝热钢管段外包裹有土工布层，绝热钢管下端螺纹连接有传热圆锥管，传热圆锥管内安装有加热装置，传热圆锥管外安装有含水率监测探头；
太阳能电池板、总控开关、控制模块以及含水率监测探头串连形成闭合回路，加热装置与控制模块电连接。
太阳能电池板通过支架安装在绝热钢管上。
传热圆锥管上开设有安装孔，含水率监测探头通过安装孔与传热圆锥管固定连接。
安装孔上设置有密封橡皮塞。
含水率监测探头前段设置有保护钢片。
一种利用上述装置降低坡体含水率的方法，开启总控开关，含水率监测探头工作，将监测信号传递到控制模块，若监测位置岩土体含水率高于阈值，控制模块连通加热装置工作支路，加热装置工作加热，水分蒸发，通过绝热钢管顶部的水蒸汽溢出口外溢，水蒸气凝固聚集滴落在排水沟内，排出坡体外，从而达到降低坡体岩土体含水率的目的，持续加热岩土体直至监测岩土体含水率低于等于阈值，控制模块触发断开加热装置工作支路，如此循环，即实现坡体含水率的降低。
本发明提供的利用太阳能降低坡面体含水率的装置及其方法，基于细观角度的新思路、方法，提供一种新型的边坡加固理念并其自动化工程应用实现——采用太阳能加热边坡岩土体，使岩土体中水分蒸发，达到降低边坡岩土体含水率的目的，从而维护边坡稳定。工程实施简便快捷，费用低，施工过程对边坡稳定性影响小，后期维护简单。同时对设备进行改造可兼具抗滑、集水、排水功能于一体，功效高，克服了现有边坡加固排水工程施工难度大，周期长，费用高，对边坡本身结构要求高的缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的电路图；
图3为本发明装置的工作流程图；
图4为本发明装置的连接示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1和图2所示，一种利用太阳能降低坡体含水率的装置，包括插入坡体排水沟7内的上部开设有水蒸气溢出口6的绝热钢管8，绝热钢管8上端安装有太阳能电池板3，绝热钢管8下段均匀布设有多个预设孔洞9，开设有多个预设孔洞9的绝热钢管8段外包裹有土工布层10，绝热钢管8下端螺纹连接有传热圆锥管13，并中间设有止水橡胶圈12，传热圆锥管13内安装有加热装置17，传热圆锥管13外安装有含水率监测探头15；
太阳能电池板3、总控开关2、控制模块1以及含水率监测探头15通过导线5串连形成闭合回路，加热装置17与控制模块1电连接。
太阳能电池板3通过支架4安装在绝热钢管8上。
传热圆锥管13上开设有安装孔，含水率监测探头15通过安装孔与传热圆锥管13固定连接。
安装孔上设置有密封橡皮塞14。
含水率监测探头15前段设置有保护钢片16。
多个预设孔洞9开设于绝热钢管下部距离螺纹口端11十厘米以上的绝热钢管段上，开设有个预设孔洞9的绝热钢管段的长度为20厘米，土工布层10采用铁钢丝捆绑或胶水粘结的方式设置于绝热钢管段外。
加热装置17为传热圆锥管13内敷设的电热片或电阻丝。
保护钢片16焊接在传热圆锥管13上并与其斜交。
传热圆锥管13为普通钢质管。
实施例二
如图3所示，一种利用装置降低坡体含水率的方法，开启总控开关2，含水率监测探头15工作，将监测信号传递到控制模块1，若监测位置岩土体含水率高于阈值，控制模块1连通加热装置17工作支路，加热装置17工作加热，水分蒸发，通过绝热钢管8顶部的水蒸汽溢出口6外溢，水蒸气凝固聚集滴落在排水沟7内，排出坡体外，从而达到降低坡体岩土体含水率的目的，持续加热岩土体直至监测岩土体含水率低于等于阈值，控制模块1触发断开加热装置17工作支路，如此循环，即实现坡体含水率的降低。
太阳能电池板3为整个装置提供电力保障。
控制模块1为现有技术，可采用单片机、PLC。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种利用太阳能降低坡体含水率的装置，其特征在于：包括插入坡体排水沟（7）内的上部开设有水蒸气溢出口（6）的绝热钢管（8），绝热钢管（8）上端安装有太阳能电池板（3），绝热钢管（8）下段均匀布设有多个预设孔洞（9），开设有多个预设孔洞（9）的绝热钢管（8）段外包裹有土工布层（10），绝热钢管（8）下端螺纹连接有传热圆锥管（13），传热圆锥管（13）内安装有加热装置（17），传热圆锥管（13）外安装有含水率监测探头（15）；
太阳能电池板（3）、总控开关（2）、控制模块（1）以及含水率监测探头（15）串连形成闭合回路，加热装置（17）与控制模块（1）电连接。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能降低坡体含水率的装置，其特征在于：太阳能电池板（3）通过支架（4）安装在绝热钢管（8）上。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能降低坡体含水率的装置，其特征在于：传热圆锥管（13）上开设有安装孔，含水率监测探头（15）通过安装孔与传热圆锥管（13）固定连接。
4.根据权利要求3所述的利用太阳能降低坡体含水率的装置，其特征在于：安装孔上设置有密封橡皮塞（14）。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能降低坡面含水率的装置，其特征在于：含水率监测探头（15）前段设置有保护钢片（16）。
6.一种利用上述权利要求1-5中任一项所述的装置降低坡体含水率的方法，其特征在于：开启总控开关（2），含水率监测探头（15）工作，将监测信号传递到控制模块（1），若监测位置岩土体含水率高于阈值，控制模块（1）连通加热装置（17）工作支路，加热装置（17）工作加热，水分蒸发，通过绝热钢管（8）顶部的水蒸汽溢出口（6）外溢，水蒸气凝固聚集滴落在排水沟（7）内，排出坡体外，从而达到降低坡体岩土体含水率的目的，持续加热蒸发直至监测岩土体含水率低于等于阈值，控制模块（1）触发断开加热装置（17）工作支路，如此循环，即实现坡体含水率的降低。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111139844A (zh) * 2020-01-16 2020-05-12 三峡大学 热力耦合抗滑桩
CN112627165A (zh) * 2020-12-08 2021-04-09 中交天津港湾工程研究院有限公司 一种真空预压联合地基加热的地基处理系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101831903A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 上海港湾软地基处理工程(集团)有限公司 一种软地基处理方法
KR101324308B1 (ko) * 2011-11-15 2013-11-01 한혜영 연약지반가열 압밀공법
JP2015017399A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 大成建設株式会社 地盤改良方法
CN105887604A (zh) * 2016-05-31 2016-08-24 山西省交通科学研究院 一种运营路基病害处置装置及处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101831903A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 上海港湾软地基处理工程(集团)有限公司 一种软地基处理方法
KR101324308B1 (ko) * 2011-11-15 2013-11-01 한혜영 연약지반가열 압밀공법
JP2015017399A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 大成建設株式会社 地盤改良方法
CN105887604A (zh) * 2016-05-31 2016-08-24 山西省交通科学研究院 一种运营路基病害处置装置及处理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111139844A (zh) * 2020-01-16 2020-05-12 三峡大学 热力耦合抗滑桩
CN111139844B (zh) * 2020-01-16 2021-05-14 三峡大学 热力耦合抗滑桩
CN112627165A (zh) * 2020-12-08 2021-04-09 中交天津港湾工程研究院有限公司 一种真空预压联合地基加热的地基处理系统

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