CN113323140A - 山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构及其应用方法，包括：下部支撑结构、楼板、上部框架结构；其中下部支撑结构支撑楼板并与其可拆卸连接，楼板支撑上部结构楼板，所述楼板的两侧设有翘翼结构，翘翼结构相对于楼板的角度上翘，翘翼结构垂直于滑坡碎屑流的运动方向布置。本发明具有分离式的特征，当高位滑坡碎屑流冲击损毁下部结构时，翘翼结构引导岩土体楔入顶托上部结构随岩土体运移，实现山区农房建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋的作用，最大限度减少人员伤亡和失踪。

Description

山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构及其应用方法
技术领域
本发明涉及工程地质技术领域，特别涉及一种结构合理，经济安全的山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构及其应用方法。
背景技术
高位滑坡碎屑流是一类常见的地质灾害，其运动形成的碎屑流灾害常导致严重的人员伤亡和失踪。如：2020年湖北黄梅、贵州松桃和四川汉源滑坡共造成24人死亡；2019年贵州省水城县鸡场镇滑坡造成52人死亡和失踪；2017年茂县新磨村滑坡造成83人死亡和失踪；2017年贵州省纳雍县普洒滑坡造成35人死亡和失踪；2016年浙江遂昌“9·28”大型滑坡灾害造成28人死亡和失踪；2015年浙江省丽水市“11·13”特大型滑坡灾害导致38人伤亡；2014年贵州福泉县“8·27”特大型滑坡共造成45人死亡和受伤；2013年四川都江堰“7·10”特大型滑坡灾害造成161人死亡和失踪；2013年云南镇雄“1·11”特大型滑坡灾害共造成46人死亡；2010年贵州关岭县岗乌镇大寨村滑坡造成99人死亡和失踪等。除这些大型、特大型高位滑坡之外，每年频繁发生的中小型高位滑坡累计造成上百人的死亡和失踪(中国地质环境信息网：http://www.cigem.gov.cn/)。造成灾难性人员死亡和失踪的最主要原因在于高位滑坡-碎屑流掩埋山区农房建筑。
灾难性高位滑坡-碎屑流具有隐蔽性、突发性、运动机理复杂以及高速远程运动的特征，导致灾害的识别难度大、监测预警避险困难、致灾强度高、致灾区域大、防御难度高。目前关于灾难性高位滑坡-碎屑流的研究开展了的成灾机理分析、灾后调查与灾害过程反演、危险性区划和评价等(Fan Xiaoyi 2020；Fan Xuanmei2019；许强2017；Yin Yueping2016；冯文凯2016；姚鑫2014；殷跃平2010)。而支挡、抗滑、锚固等工程措施则主要为山区基础设施和建筑面临的已知滑坡灾害防治提供了减灾方案(Jiang 2021；眭静2019；余志祥2018；VOLKWEIN 2019；CASTANON 2017；GOTTARDI 2010)。但由于山区农房建筑分布广泛，高位滑坡具有发生时间上的突发性、发生位置的隐蔽性、成灾机理复杂性以及高速远程运动等特点，目前关于灾难性高位滑坡发生位置和时间的预测预报、致灾范围和强度的预测存在较大的难度，已有的工程和非工程措施针对灾难性高位滑坡-碎屑流导致的严重人员伤亡和失踪还未能发挥其应有的减灾效应。
为此，有必要开发一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，以提高山区建筑的防灾能力，避免高位滑坡碎屑流导致的灾难性人员伤亡和失踪。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构及其应用方法。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，包括：下部支撑结构、楼板、上部框架结构；
下部支撑结构由圈梁和多根立柱A组成。立柱安装固定在圈梁上，立柱顶部设有凸起。
楼板下表面设有凹槽，楼板安装在立柱上，立柱顶部的凸起插入凹槽中起到固定作用。
上部框架结构包括多根立柱B和圈梁，立柱B用于支撑圈梁，立柱B的底面与楼板现浇连接固定；
立柱A与立柱B数量相同，截面尺寸相同，且每一根都分别位于同一垂线上；
所述楼板的两侧设有翘翼结构，楼板与翘翼结构是整体现浇而成，翘翼结构相对于楼板的角度上翘，上翘角度26.6°。翘翼结构垂直于滑坡碎屑流的运动方向布置。
进一步地，翘翼结构根据滑坡碎屑流的运动厚度和速度分布，其侧面形状为直线形或抛物线形。
本发明还公开了山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构的应用方法，包括以下步骤：
(1)高位滑坡碎屑流岩土体运动厚度呈楔形分布向下运动；
(2)楼板的翘翼结构引导后续岩土体持续进入下部结构；
(3)当滑坡碎屑流岩土体厚度达到和超过下部支撑结构高度时，对翘翼结构和楼板底部产生推移力和顶托力；
(4)楼板底部承载的推移力和顶托力促使楼板和下部支撑结构产生分离；
(5)推移力和顶托力推动和承载楼板和上部框架结构随岩土体一起运动；
(6)上部结构随滑坡碎屑流岩土体停滞，上部结构漂浮于岩土体之上，防御滑坡碎屑流岩土体对山区建筑的掩埋。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
通过翘翼结构对岩土体运动的分流和引导，充分利用岩土体产生的推移和顶托作用，尽量避免岩土体对上层结构的直接冲击。当岩土体厚度增加时，岩土体对翘翼结构产生推移力，推动翘翼结构、楼板和上部框架结构运动。实现高位滑坡碎屑流的楔入、推移和运移有人员居住的防掩埋结构过程，达到山区建筑防御高位滑坡碎屑流的掩埋作用，最大限度的减少人员伤亡和失踪。
附图说明
图1是本发明实施例山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构示意图；
图2是本发明实施例下部支撑结构示意图；
图3是本发明实施例下部支撑结构、上部支撑结构和楼板的连接结构示意图；
图4是本发明实施例楼板和翘翼结构的结构示意图，图中(a)为折线形、(b)圆曲线型、(c)椭圆曲线、(d)抛物线型。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，包括：下部支撑结构1、楼板2、上部框架结构3；
下部支撑结构由圈梁4和多根立柱A5组成。立柱安装固定在圈梁4上，立柱A5顶部设置立方体凸出。
楼板2下表面设有凹槽，楼板2安装在立柱A5上，立柱A5顶部的凸出插入凹槽中起到嵌套固定作用。
上部框架结构3包括多根立柱B6和圈梁4，立柱B6用于支撑圈梁4，立柱B6的底面与楼板2现浇连接固定；
立柱A5与立柱B6数量相同，截面尺寸相同，且每一根都分别位于同一垂线上；
所述楼板2的两侧设有翘翼结构7，楼板2与翘翼结构7是整体现浇而成，翘翼结构7相对于楼板2的角度上翘26.6°。
所述翘翼结构7垂直于滑坡碎屑流的运动方向布置。
翘翼结构7根据滑坡碎屑流的运动厚度和速度分布，采用折线型(图4(a))、圆曲线型(图4(b))、椭圆曲线(图4(c))和抛物线型式(图4(d))。
翘翼结构的楼板与斜坡的方向垂直，高位滑坡碎屑流岩土体抵达山区建筑防掩埋结构时，翘翼结构引导岩土体进入下部支撑结构1内，当岩土体厚度达到楼板2底部时，岩土体顶托楼板2，楼板2与下部支撑结构1的嵌套组合(图3)产生分离，岩土体推移上部框架结构3和楼板2随岩土体漂浮运动，达到防御高位滑坡碎屑流岩土体掩埋的作用。
滑坡碎屑流岩土体运动厚度呈楔形体分布，前缘厚度小于山区建筑底层高度，翘翼结构引导岩土体运动，避免对上部结构的框架造成毁坏和掩埋。
下面介绍山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，实现高位滑坡碎屑流的楔入、推移和运移有人员居住的防掩埋结构过程，达到山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋的作用，最大限度的减少人员伤亡和失踪：
(1)高位滑坡碎屑流岩土体运动厚度呈楔形分布向下运动；
(2)楼板2的翘翼结构7引导后续岩土体持续进入下部结构；
(3)当滑坡碎屑流岩土体厚度达到和超过下部支撑结构1高度时，对翘翼结构7和楼板2底部产生推移力和顶托力；
(4)楼板2底部承载的推移力和顶托力促使楼板2和下部支撑结构1产生分离；
(5)推移力和顶托力推动和承载楼板2和上部框架结构3随岩土体一起运动；
(6)上部结构随滑坡碎屑流岩土体停滞，上部结构漂浮于岩土体之上，防御滑坡碎屑流岩土体对山区建筑的掩埋。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，其特征在于，包括：下部支撑结构、楼板、上部框架结构；
下部支撑结构由圈梁和多根立柱A组成；立柱安装固定在圈梁上，立柱顶部设有凸起；
楼板下表面设有凹槽，楼板安装在立柱上，立柱顶部的凸起插入凹槽中起到固定作用；
上部框架结构包括多根立柱B和圈梁，立柱B用于支撑圈梁，立柱B的底面与楼板现浇连接固定；
立柱A与立柱B数量相同，截面尺寸相同，且每一根都分别位于同一垂线上；
所述楼板的两侧设有翘翼结构，楼板与翘翼结构是整体现浇而成，翘翼结构相对于楼板的角度上翘，上翘角度26.6°；翘翼结构垂直于滑坡碎屑流的运动方向布置。
2.根据权利要求1所述的一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构，其特征在于：翘翼结构根据滑坡碎屑流的运动厚度和速度分布，其侧面形状为直线形或抛物线形。
3.根据权利要求1所述的一种山区建筑防御高位滑坡碎屑流掩埋结构的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高位滑坡碎屑流岩土体运动厚度呈楔形分布向下运动；
(2)楼板的翘翼结构引导后续岩土体持续进入下部结构；
(3)当滑坡碎屑流岩土体厚度达到和超过下部支撑结构高度时，对翘翼结构和楼板底部产生推移力和顶托力；
(4)楼板底部承载的推移力和顶托力促使楼板和下部支撑结构产生分离；
(5)推移力和顶托力推动和承载楼板和上部框架结构随岩土体一起运动；
(6)上部结构随滑坡碎屑流岩土体停滞，上部结构漂浮于岩土体之上，防御滑坡碎屑流岩土体对山区建筑的掩埋。
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