CN205259213U - 一种水利工程挡土结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水利工程挡土结构，包括混凝土墙体、功能层和多个应力分析装置，所述混凝土墙体的横截面整体呈三角形，其包括墙体基体、墙体侧壁和呈设定角度倾斜设置墙体坡面，所述功能层包括实时监测所述混凝土墙体自身应力-应变的变化的应力监测层，所述应力监测层包括多个用于应力-应变监测的传感器，所述多个应力分析装置分别与所述应力监测层的传感器对应电连接。本实用新型的有益效果是：所述水利工程挡土结构的应力监测层实时监测所述混凝土墙体自身的应力-应变的变化，并将监测到的应力-应变信息发送至所述应力分析装置，从而实现对所述水利工程挡土结构的稳定性进行预警，以预报可能存在的风险。

Description

一种水利工程挡土结构

技术领域

本实用新型涉及水利设施施工技术领域，具体为一种具有应力-应变监测的水利工程挡土结构。

背景技术

挡土结构，例如挡土墙，是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳等常用的挡土建筑物，在水利工程中的应用题极为广泛，挡土墙有很多种结构形式，目前常用的挡土墙多为重力式、恒重式、半重力式等。

但是，相关的水利工程挡土墙的设计主要集中于通过改变墙体本身结构以提高墙体与地基之间的连接强度，却缺乏对挡土墙在使用过程中内部应力的监测和预警，无法预测水利工程中的挡土墙是否可能出现坍塌等风险，这使得水利设施存在风险管理的盲区。

因此，有必要提供一种可以监测挡土结构内部应力-应变变化的水利工程挡土结构。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水利工程挡土结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种水利工程挡土结构，包括混凝土墙体、设于所述混凝土墙体表面的功能层和多个用于分析所述水利工程挡土结构应力-应变信息的应力分析装置，所述混凝土墙体的横截面整体呈三角形，其包括墙体基体、垂直于所述墙体基体的墙体侧壁和呈设定角度倾斜设置墙体坡面，所述功能层设于所述混凝土墙体的墙体坡面上，且包括实时监测所述混凝土墙体自身应力-应变的变化的应力监测层，所述应力监测层包括多个用于应力-应变监测的传感器，所述多个传感器之间平行间隔设置，所述多个应力分析装置分别与所述应力监测层的传感器对应电连接。

优选地，所述混凝土墙体的墙体基体、墙体侧壁和墙体坡面共同围成一个三角形的空心结构。

优选地，所述墙体侧壁形成有多个与所述空心结构贯通的透水孔，所述墙体基体的内侧表面形成有排水槽，所述多个透水孔121之间相互贯通设置。

优选地，在所述空心结构内，所述混凝土墙体还设有加强所述混凝土墙体的承压能力的支撑骨架，所述支撑骨架分别与所述墙体基体、所述墙体侧壁和所述墙体坡面固定连接。

优选地，所述支撑骨架由不锈钢焊接加工制备而成。

优选地，所述功能层还包括从外向内依次设置的绿化层、第一织物层、第一土工防渗层、第二土工防渗层、第二织物层和砂石层，所述应力监测层夹设于所述第一土工防渗层和所述第二土工防渗层之间。

优选地，所述第一织物层和所述第一土工防渗层相互配合构成所述应力监测层的外层保护，所述第二土工防渗层和所述第二织物层相互配合构成所述应力监测层的内层保护。

优选地，所述第一土工防渗层和所述第二土工防渗层材质相同，且均由具有较高耐腐蚀性和耐候性的防水塑料制备而成。

优选地，所述应力分析装置通过可充电式电源、风力发电或太阳能发电获得电能供应。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的水利工程挡土结构通过在保护层内依次层叠设置所述第一织物层、所述第一土工防渗层、所述应力监测层、所述第二土工防渗层和所述第二织物层，并通过设于所述应力监测层两侧的所述第一织物层、所述第一土工防渗层、所述第二土工防渗层和所述第二织物层来保护所述应力监测层不受水分的影响。而且，所述应力监测层实时监测所述混凝土墙体自身的应力-应变的变化，并将监测到的应力-应变信息发送至所述应力分析装置，从而实现对所述水利工程挡土结构的稳定性进行预警，以预报可能存在的风险。

附图说明

图1是本实用新型提供的具有应力-应变监测的水利工程挡土结构的剖面结构示意图；

图中：100、挡土结构，10、混凝土墙体，20、功能层,30、空心结构，40、应力分析装置，11、墙体基体，12、墙体侧壁，13、墙体坡面，14、支撑骨架，21、绿化层，22、第一织物层，23、第一土工防渗层，24、应力监测层，25、第二土工防渗层，26、第二织物层，27、砂石层，111、排水槽，121、透水孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，是本实用新型提供的一种水利工程挡土结构的剖面结构示意图。本实用新型提供的水利工程挡土结构100具有自身应力监测和预警功能，可以适用于易发生坍塌的河道和山道等事故多发地点。所述水利工程挡土结构100包括混凝土墙体10和设于所述混凝土墙体10表面的功能层20。所述混凝土基体10为所述挡土结构100提供承重和支撑作用，所述功能层20不仅能防止水渗入所述混凝体墙体10，还可以检测所述水利工程挡土结构100自身的应力-应变信息。

所述混凝土墙体10的横截面整体呈三角形，其包括墙体基体11、墙体侧壁12和墙体坡面13，所述墙体侧壁12垂直于所述墙体基体11，所述墙体坡面13的两端分别连接所述墙体基体11和所述墙体侧壁12，且呈设定角度倾斜设置。在实际应用过程中，所述墙体基体11支撑所述混凝体墙体10，所述墙体侧壁12与泥土相接触，所述墙体坡面13构成所述混凝体墙体10的迎水面。

进一步地，为了增加所述混凝土墙体10的透水性能，在本实用新型提供的水利工程挡土结构100中，所述混凝土墙体10的墙体基体11、墙体侧壁12和墙体坡面13共同围成一个三角形的空心结构30。而且，所述墙体侧壁12形成有多个与所述空心结构30贯通的透水孔121，所述墙体基体11的内侧表面形成有排水槽111。优选地，所述多个透水孔121之间相互贯通设置。

而且，为了加强所述混凝土墙体10的承压能力，在所述空心结构30内，所述混凝土墙体10还设有支撑骨架14，所述支撑骨架14分别与所述墙体基体11、所述墙体侧壁12和所述墙体坡面13固定连接。优选地，所述支撑骨架14由不锈钢焊接加工制备而成。可选择地，所述支撑骨架14的间隙内还可以填充亲水的保温材料（图未示）。

所述功能层20设于所述混凝土墙体10的墙体坡面13上，且包括从外向内依次设置的绿化层21、第一织物层22、第一土工防渗层23、应力监测层24、第二土工防渗层25、第二织物层26和砂石层27。其中，所述绿化层21、所述砂石层27均为常规结构，在此不做赘述。

在本实施例中，所述第一织物层22和所述第一土工防渗层23相互配合构成所述应力监测层24的外层保护，所述第二土工防渗层25和所述第二织物层26相互配合构成所述应力监测层24的内层保护。

具体地，所述第一织物层22和所述第二织物层26分别保护所述第一土工防渗层23和所述第二土工防渗层25，以防止二者破损而降低防渗性能。所述第一土工防渗层23和所述第二土工防渗层25分别设于所述应力监测层24的两侧，以保护所述应力监测层24不受水分的影响。优选地，所述第一土工防渗层23和所述第二土工防渗层25材质相同，且均由具有较高耐腐蚀性和耐候性的防水塑料制备而成。

所述应力监测层24包括多条平行间隔设置的传感器（图未示），其用于实时监测所述混凝土墙体10自身的应力-应变的变化。应当理解，所述多个传感器之间相互独立，且每一所述传感器表面还可以包覆有保护所述传感器的保护层（图未示）。

相对应地，所述水利工程挡土结构100还设有多个与所述应力监测层24相对应电连接的应力分析装置40。所述应力分析装置40用于接收并分析所述应力监测层24传送的应力-应变信息，并对所述水利工程挡土结构100的稳定性进行分析判断。

当所述水利工程挡土结构100的应力-应变信息出现异常时，所述应力分析装置40就会对所述水利工程挡土结构100的稳定性进行预警，以预报可能存在的风险。

当然，所述应力分析装置40可以是通过可充电式电源或直接通过附近的电网获得电能供应，也可以是由风力发电、太阳能发电等其他方式获得电能供应，本实用新型对此不作限定。

相较于现有技术，本实用新型提供的水利工程挡土结构100通过在保护层20内依次层叠设置所述第一织物层22、所述第一土工防渗层23、所述应力监测层24、所述第二土工防渗层25和所述第二织物层26，并通过设于所述应力监测层24两侧的所述第一织物层22、所述第一土工防渗层23、所述第二土工防渗层25和所述第二织物层26来保护所述应力监测层24不受水分的影响。而且，所述应力监测层24实时监测所述混凝土墙体10自身的应力-应变的变化，并将监测到的应力-应变信息发送至所述应力分析装置40，从而实现对所述水利工程挡土结构100的稳定性进行预警，以预报可能存在的风险。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种水利工程挡土结构，其特征在于：包括混凝土墙体(10)、设于所述混凝土墙体(10)表面的功能层(20)和多个用于分析所述水利工程挡土结构(100)应力-应变信息的应力分析装置(40)，所述混凝土墙体(10)的横截面整体呈三角形，其包括墙体基体(11)、垂直于所述墙体基体(11)的墙体侧壁(12)和呈设定角度倾斜设置墙体坡面(13)，所述功能层(20)设于所述混凝土墙体(10)的墙体坡面(13)上，且包括实时监测所述混凝土墙体(10)自身应力-应变的变化的应力监测层(24)，所述应力监测层(24)包括多个用于应力-应变监测的传感器，所述多个传感器之间平行间隔设置，所述多个应力分析装置(40)分别与所述应力监测层(24)的传感器对应电连接。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述混凝土墙体(10)的墙体基体(11)、墙体侧壁(12)和墙体坡面(13)共同围成一个三角形的空心结构(30)。

3.根据权利要求2所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述墙体侧壁(12)形成有多个与所述空心结构(30)贯通的透水孔(121)，所述墙体基体(11)的内侧表面形成有排水槽(111)所述多个透水孔(121)之间相互贯通设置。

4.根据权利要求2所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：在所述空心结构(30)内，所述混凝土墙体(10)还设有加强所述混凝土墙体(10)的承压能力的支撑骨架(14)，所述支撑骨架(14)分别与所述墙体基体(11)、所述墙体侧壁(12)和所述墙体坡面(13)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述支撑骨架(14)由不锈钢焊接加工制备而成。

6.根据权利要求1所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述功能层(20)还包括从外向内依次设置的绿化层(21)、第一织物层(22)、第一土工防渗层(23)、第二土工防渗层(25)、第二织物层(26)和砂石层(27)，所述应力监测层(24)夹设于所述第一土工防渗层(23)和所述第二土工防渗层(25)之间。

7.根据权利要求6所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述第一织物层(22)和所述第一土工防渗层(23)相互配合构成所述应力监测层(24)的外层保护，所述第二土工防渗层(25)和所述第二织物层(26)相互配合构成所述应力监测层(24)的内层保护。

8.根据权利要求7所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述第一土工防渗层(23)和所述第二土工防渗层(25)材质相同，且均由具有较高耐腐蚀性和耐候性的防水塑料制备而成。

9.根据权利要求1所述的一种水利工程挡土结构，其特征在于：所述应力分析装置(40)通过可充电式电源、风力发电或太阳能发电获得电能供应。