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原文传递一种热电制冷抗滑桩及施工方法

专利名称：	一种热电制冷抗滑桩及施工方法
摘要：	本发明提供一种热电制冷抗滑桩及其施工方法，抗滑桩包括：桩体和热电制冷系统；桩体包括空心桩、碎石层、齿型支架、锚索和锚具；空心桩的底部封闭，底部中心预埋锚具，桩内下段填充碎石层，上段嵌套齿型支架；锚索一端固定于底板锚具，穿过碎石层和齿型支架，另一端由锚具锚固于齿型支架上端；热电制冷系统包括制冷片、电压控制器、温度感应器、温控开关和无动力通风器；制冷片套于空心桩内且冷面紧贴管壁，无动力通风器套于粗管前端；温控开关控制制冷片的工作与断开，当土体温度高于开关转换温度时，开关闭合制冷片吸热，降低周围土体温度；本发明利用半导体热电效应和烟囱对流效应，进行降温和散热，为冻土滑坡提供散热通道和防护措施。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	宁夏;64
申请人：	宁夏大学
发明人：	董旭光;王永胜;孙国栋;田文通;颉永斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910301127.X
公开号：	CN110055980A
代理机构：	北京华智则铭知识产权代理有限公司
代理人：	王昌贵
分类号：	E02D17/20(2006.01);E;E02;E02D;E02D17
申请人地址：	750021 宁夏回族自治区银川市西夏区贺兰山西路489号
主权项：	1.一种热电制冷抗滑桩，其特征在于：包括：桩体系统和热电制冷系统；所述桩体系统包括空心桩(1)、碎石层(2)、齿型支架(3)、锚索(4)和锚具(5)；空心桩(1)的底部封闭，底部中心预埋锚具(5)，桩内下段填充碎石层(2)，上段嵌套齿型支架(3)；锚索(4)穿过碎石层(2)和齿型支架(3)，锚索(4)一端固定于桩底锚具(5)，另一端由锚具(5)锚固于齿形支架(3)上端；所述齿型支架(3)由柱体(7)和底板(8)连接组成，柱体(7)的外围沿其轴向设置有凹槽、中心开设锚索孔(9)，底板(8)上设有透气孔(10)；所述热电制冷系统包括太阳能电池板(11)、制冷片(12)、电压控制器(13)、温度感应器(14)、温控开关(15)和无动力通风器(16)；所述制冷片(12)由N型半导体和P型半导体通过金属导体连接构成的电偶对级联组成，一侧为冷面，另一侧为热面；电压控制器(13)的正极与N型半导体连接，负极与P型半导体连接；制冷片(12)嵌套于空心桩(1)与齿型支架(3)的凹槽内，冷面紧贴桩壁，热面与齿型支架(3)的内柱间留有孔道；所述无动力通风器(16)套于安装有制冷片(12)和齿型支架(3)的空心桩(1)顶端；所述温控开关(15)分别与太阳能电池板(11)、电压控制器(13)、制冷片(12)和温度传感器(14)通过导线连接组成闭合回路，控制制冷片(12)的工作与断开，转换工作温度设定为-1℃～3℃的某个值。 2.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述空心桩(1)的横截面为圆形、矩形或梯形，空心桩(1)采用钢筋混凝土预制桩。 3.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述碎石层(2)采用粒径为30～70mm的卵石或石子。 4.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述无动力通风器(16)上设有一个穿线孔。 5.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述太阳能电池板(11)、电压控制器(13)和温控开关(15)通过撑杆(19)安装固定，电压控制器(13)和温控开关(15)安装于保护箱(20)内。 6.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述温度传感器(14)安装在坡体内任意两根空心桩(1)的中间，且距离坡面深度为1.0～5.0m处。 7.根据权利要求1所述的热电制冷抗滑桩，其特征在于：所述齿型支架(3)为钢筋混凝土结构。 8.一种权利要求1所述热电制冷抗滑桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)根据多年冻土边坡所在的地质和气象条件以及边坡季节活动层的厚度确定潜在滑移面，计算确定空心桩(1)截面尺寸； (2)预制空心桩(1)和齿型支架(3)：按工程设计的桩体几何尺寸，进行空心桩(1)和齿型支架(3)支模，绑扎钢筋(17)和浇筑混凝土(18)，常温养护； (3)放线及定位：首先根据设计图纸进行放线，其次从坡顶向下开挖边坡，然后用测量仪器定位空心桩(1)和温度传感器(14)的位置； (4)挖桩孔和运送：在确定的相应桩位处，按设计图纸桩长、桩径开挖桩孔，并做护壁；同时将预制完成的空心桩(1)、齿型支架(3)和碎石运送到施工现场； (5)安放空心桩(1)：在空心桩(1)内穿锚索(4)，锚索(4)长度大于桩长3～4m，锚索(4)一端锚固于桩底预埋的锚具(5)上，另一端穿出空心桩(1)顶端；然后将桩体吊装于相应的桩孔内； (6)填碎石：给空心桩(1)内从下往上分层填碎石并振捣，使碎石层(2)的顶面距桩顶距离等于齿型支架(3)长度为止； (7)安装齿型支架(3)和制冷片(12)：将锚索(4)另一端穿过齿型支架(3)的中心锚索孔(9)，然后将齿型支架(3)吊装嵌套于空心桩(1)内，且支架底部与碎石层(2)接触；张拉锚索(4)施加预应力，齿型支架(3)挤压碎石层(2)，并用锚具(5)将锚索(4)锚固于齿型支架(3)上；将各制冷片(12)套于由空心桩(1)的内壁与齿型支架(3)之间构成的凹槽内，冷面紧贴空心桩(1)内壁； (8)安装无动力通风器(16)：无动力通风器(16)侧壁开设穿线孔，将各制冷片(12)的N型半导体和P型半导体的导线从无动力通风器(16)的侧壁孔穿出，同时将无动力通风器(16)安装于空心桩(1)顶端； (9)安装温度传感器(14)和太阳能电池板(11)：温度传感器(14)安放于相应的孔内，并用土体填充孔洞，数据线引出坡面；坡脚埋设撑杆(19)，撑杆(19)顶端安装太阳能电池板(11)，中部安装保护箱(20)，箱内安装电压控制器(13)和温控开关(15)； (10)连线调试：将太阳能电池板(11)用导线串联，并与电压控制器(13)、温度感应器(14)和温控开关(15)连接，电压控制器(13)的正极与制冷片(12)的N型半导体连接，负极与P型半导体连接；接通温控开关(15)，观察温度传感器(14)的读数，若持续工作一段时间读数降低，说明可以降温，若不变，则重新检查导线连接情况； (11)设定温控开关(15)转换工作温度，如土体温度大于设定转换工作温度时，温控开关(15)闭合制冷片开始降温，反之断开。
所属类别：	发明专利