本發明屬于巖土工程、海岸工程領域,尤其涉及一種輔助海岸邊坡排水的裝置。
背景技術:
我國幅員遼闊,地質地形環境復雜,地質災害頻發,其中滑坡災害對人類生產生活構成巨大威脅。大多數滑坡災害的發生與地下水位變化有關。地下水位的上升導致滑坡體容重增加,滑面有效應力降低,抗剪強度減小,進而導致滑坡失穩。對于邊坡,當坡前水位快速下降時,坡內地下水向坡外滲流,產生滲透力,增加下滑力,促使滑坡失穩。因此及時排出邊坡中的地下水,保持地下水位穩定,對防治滑坡災害與應急處理都極為關鍵。
在常用的邊坡排水方法中:水平重力式排水效率低,需要很長的鉆孔,長時間使用會出現阻塞的問題;地下排水洞施工復雜,工程量大,成本高;集水井抽水需要持久的動力源,同時維護困難。綜合上述邊坡排水方法,有學者提出了虹吸排水理論,邊坡虹吸排水方法具有排水孔布置方便、集水能力強、截排水效果好、需要的鉆孔長度小、工程建設速度快等優點,然而在使用虹吸排水方法的工程中,遇到干旱少雨季節時,地下水位降低,坡體沒有水需要通過虹吸作用排出,虹吸排水系統就會處于停止工作狀態,溶解于水中的空氣會以氣泡的形式逐漸析出,虹吸管中就會不斷累積空氣,使虹吸管中的真空度降低,導致虹吸難以再次啟動甚至虹吸現象消失。
技術實現要素:
針對現有技術中使用虹吸排水方法為海岸邊坡排水時,因地下水位下降虹吸作用暫停后,虹吸管內真空度降低,虹吸作用很難自行恢復的缺陷。本發明提供一種利用波浪能實時啟動虹吸作用的虹吸排水裝置。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種利用半圓型防波堤輔助邊坡排水的裝置,由半圓型防波堤、捕能室、虹吸管組成,半圓型防波堤布置形式為突堤,半圓型防波堤的中心設有隔墻,半圓型防波堤的內部鋪設填砂,半圓型防波堤的背浪側設有捕能室,捕能室的后壁伸入海水面以下,捕能室的前壁設有孔洞,虹吸管的一端伸入到邊坡地下水位線以下,虹吸管的另一端穿過捕能室的后壁伸入到海水平面以下。
進一步地,所述的捕能室的后壁埋沒在海水平面30cm以下。
進一步地,所述的半圓型防波堤的堤身為由半圓形拱圈和底板組成的預制鋼筋混凝土構件。
波浪到來時,波浪撞擊半圓型防波堤的迎浪側后會產生越浪,越過半圓型防波堤頂部的波浪通過捕能室前壁的孔洞進入捕能室,捕能室內的液面發生激烈震蕩。在捕能室內液面急劇下降時,虹吸管的出水口處的水位下降,虹吸管內真空度增加,為虹吸作用提供動力,即使當邊坡地下水位下降到一定范圍導致虹吸作用暫時停止,地下水位再次升高時,虹吸作用也會自行恢復,保證了邊坡持續不斷地排水。
本發明的優點如下。
1.由于本發明捕能室的設計,在越浪發生時,捕能室內的液面發生激烈震蕩,在捕能室液面降低時,虹吸管出水口處的水位也隨著降低,增加虹吸管內的真空度,給虹吸作用提供動力,為虹吸作用的自行恢復提供保障。
2.由于半圓型防波堤的堤身為拱形,作用在堤身迎浪側的波浪力指向圓心,產生的水平向波浪力較小,豎直向波浪力作用在堤身的迎浪側,對堤身產生傾覆力矩小,但容易產生越浪,對堤內水域平穩造成影響,本發明利用捕能室消散越浪的這部分能量,并將這部分能量轉化為啟動虹吸排水的動力。
3.半圓型防波堤結構重量輕,產生的地基應力小,尤其適用于海岸帶地基為軟弱土地基。
附圖說明
圖1是本發明整體結構示意圖。
圖2是本發明的半圓型防波堤部分的局部示意圖。
在圖中,1邊坡、2半圓型防波堤、3捕能室、4虹吸管、5地下水位線、6隔墻、7填砂。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明,本發明的目的和效果將更加明顯。
如圖1-2所示,一種利用半圓型防波堤輔助邊坡排水的裝置,由半圓型防波堤2、捕能室3、虹吸管4組成,半圓型防波堤2布置形式為突堤,半圓型防波堤2的中心設有隔墻6,半圓型防波堤2的內部鋪設填砂7,半圓型防波堤2的背浪側設有捕能室3,捕能室3的后壁伸入海水面以下,捕能室3的前壁設有孔洞,虹吸管4的一端伸入到邊坡1的地下水位線5以下,虹吸管4的另一端穿過捕能室3的后壁伸入到海水平面以下。
進一步地,所述的捕能室3的后壁埋沒在海水平面30cm以下。
進一步地,所述的半圓型防波堤2的堤身為由半圓形拱圈和底板組成的預制鋼筋混凝土構件。
波浪到來時,波浪撞擊半圓型防波堤2的迎浪側后會產生越浪,越過半圓型防波堤2頂部的波浪通過捕能室3前壁的孔洞進入捕能室3,捕能室3內的液面發生激烈震蕩。在捕能室3內液面急劇下降時,虹吸管4的出水口處的水位下降,虹吸管4內真空度增加,為虹吸作用提供動力,即使當邊坡1地下水位下降到一定范圍導致虹吸作用暫時停止,地下水位再次升高時,虹吸作用也會自行恢復,保證了邊坡1持續不斷地排水。