一种嵌固式自感知土工格栅结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种嵌固式自感知土工格栅结构，它解决了现有技术中存在重大工程伤亡事故的问题，具有能实现对加筋土体的在线动态监测与安全预警的有益效果，其方案如下：一种嵌固式自感知土工格栅结构，包括至少一列由添有导电填料的聚合物构成的第一肋和至少两排内部设有导线的热塑性聚合物片条构成的第二肋，第二肋与第一肋交错设置构成多排第二肋与至少一列第一肋的结构，且交错处采用锁扣连接，第二肋的导线与第一肋接触设置，与同一第一肋交错的其中两排第二肋的相应导线与电阻检测设备连接。

An embedded self-sensing geogrid structure

The utility model discloses an embedded self-sensing geogrid structure, which solves the problem of major engineering casualties in the prior art, and has the beneficial effect of realizing on-line dynamic monitoring and safety early warning of reinforced soil. The scheme is as follows: a embedded self-sensing geogrid structure, including at least one. A first rib consisting of a polymer filled with conductive filler and a second rib consisting of at least two rows of thermoplastic polymer sheets with wires inside. The second rib and the first rib are staggered to form a structure of multiple rows of second ribs and at least one row of first ribs, and the staggered place is connected by locking, and the conductor of the second rib is in contact with the first rib. The corresponding wires of two rows of the second ribs interlaced with the same first rib are connected with the resistance detection device.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌固式自感知土工格栅结构
本技术涉及土木工程领域，特别是涉及一种嵌固式自感知土工格栅结构。
技术介绍
近年来，随着我国水利和交通等基础设施的大规模建设，特别是随着交通路网向山区的延伸，高大加筋土结构(高度超过20m的高大挡墙和路基等)越来越多。在环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等灾害因素的耦合作用下，高大加筋土结构变形、开裂甚至垮塌等灾害时有发生，给人民生命财产带来重大损失。为了减少灾害的发生，在高大加筋土结构的设计中，工程技术人员往往采用土工格栅对土体进行加筋固结处理，但仍然无法避免一些重大工程伤亡事故的发生。为实现对高大加筋土结构的受力监控和过载保护，国内外学者研发了具有传感特性的土工格栅，可将其受力变化直接转化为电信号并进行输出。然而，现有的传感型土工格栅往往以降低其自身的强度为代价，通过向聚乙烯中掺加大量炭黑而获得一定的导电性能，导致其抗拉强度低、韧性低、灵敏度低、且循环荷载下传感性能的可重复性较差，无法满足实际工程的需要。因此，需要对一种嵌固式自感知土工格栅结构进行新的研究设计。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种嵌固式自感知土工格栅结构，该土工格栅与土体嵌固、咬合作用比较强，具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、较灵敏的自感知特性、较稳定的应变-电阻可重复性等优点，即可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。一种嵌固式自感知土工格栅结构的具体方案如下：一种嵌固式自感知土工格栅结构，包括至少一列由添有导电填料的聚合物构成的第一肋和至少两排内部设有导线的热塑性聚合物片条构成的第二肋，第二肋与第一肋交错设置构成多排第二肋与至少一列第一肋的结构，且交错处采用锁扣连接，第二肋的导线与第一肋接触设置，与同一第一肋交错的其中两排第二肋的相应导线与电阻检测设备连接。上述土工格栅结构中，第一肋作为感知土体结构变化的电器元件，第二肋作为采集电信号的电路元件，锁扣作为固结第一肋、第二肋的连接元件，通过采用聚合物片条，有效提高土工格栅的使用寿命，当土工格栅发生变形时，通过第一肋与第二肋连接处的测点检测第一肋的电阻变化，即可实现对全寿命周期内加筋土体的在线动态监测与安全预警，结构简单，没有复杂的电路设置，整体结构整洁有序。进一步地，所述热塑性聚合物片条内刻有用于设置导线的开口槽。进一步地，多排所述第二肋中的导线相异高度设置；或者，第一肋纵向设置，第二肋横向设置，交错处第二肋设于第一肋外表面。或者，所述锁扣与所述第二肋或者第一肋连接侧均与拉筋带的一端连接，拉筋带的另一端设置拉筋箍，拉筋箍围绕第一肋或第二肋设置，且拉筋箍与第一肋或第二肋垂直设置，通过拉筋箍与拉筋条的设置，可避免第一肋与第二肋的分离，所述拉筋带、拉筋箍与所述的锁扣一体制造。在所述第一肋与所述第二肋的交错处涂一层导电银胶，在导电银胶处贴附铜箔式导电胶带，用以形成电极，保证导电的可靠性。此外，所述锁扣内表面设置纹理，并开有凹槽，增加了与土体的嵌固、咬合作用。其中，所述第一肋采用中国专利申请号201520933679X中的土工格栅材料，锁扣为注塑件。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)整体具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、较灵敏的自感知特性、较稳定的应变-电阻可重复性等优点。2)通过对第一肋电阻的检测，即可实现对全寿命周期内加筋土体的在线动态监测与安全预警。3)通过拉筋带和拉筋箍的设置，可保证第一肋与第二肋连接的紧密性。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为一种嵌固式自感知土工格栅外观示意图；图2为一种嵌固式自感知土工格栅结构第一肋示意图；图3为一种嵌固式自感知土工格栅结构第二肋示意图；图4为一种嵌固式自感知土工格栅结构锁扣示意图；图5为一种嵌固式自感知土工格栅结构局部电路示意图；图中：1-第一肋，2-第二肋，3-锁扣，4-引线，5-铜箔式导电胶带，6-电极测点，7-导线，9-拉筋带，10-拉筋箍。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种嵌固式自感知土工格栅结构。本申请的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种嵌固式自感知土工格栅结构，包括至少一列由添有导电填料的聚合物构成的第一肋1和至少两排内部设有导线的热塑性聚合物片条构成的第二肋2，第二肋2与第一肋1交错设置构成多排第二肋2与至少一列第一肋1的结构，且交错处采用锁扣3连接，第二肋2的导线与第一肋1接触设置，与同一第一肋1交错的其中两排第二肋2的相应导线与电阻检测设备连接。上述土工格栅结构中，第一肋1作为感知土体结构变化的电器元件，第二肋2作为采集电信号的电路元件，锁扣3作为固结第一肋、第二肋的连接元件，通过导线与电阻检测设备连接，通过第一肋电阻的变化，实现对加筋土体的在线动态监测，有效减少电路的复杂性，形成简单易测的电路。第二肋材料包括炭黑、聚乙烯、聚丙烯、三元聚乙丙橡胶，所述锁扣的材料包括炭黑、聚乙烯、聚丙烯和三元聚乙丙橡胶，通过注塑而成，热塑性聚合物片条内刻有用于设置导线的开口槽。多排所述第二肋中的导线相异高度设置，以避免导线设置混乱。锁扣3与所述第二肋或者第一肋连接侧均与拉筋带9的一端连接，拉筋带9的另一端设置同拉筋带9相互垂直设置的拉筋箍10，拉筋箍10围绕横肋和纵肋表面设置，拉筋箍内侧形状与第一肋、第二肋的形状相适应，即一个锁扣3周边设置4个拉筋带和4个拉筋箍10，第一肋1为纵肋，第二肋2为横肋，开口槽设于横肋的内表面。锁扣3由模具热塑冲压而成，将纵横肋紧密锁套，锁紧力强、密封性能好，其本身为凸起结点且表面设有纹理及圆形凹槽，增加了与土体的嵌固、咬合作用；拉筋带与中心锁扣无缝连接，由强力胶水与纵第二肋粘结为整体，可防止锁扣的滑移；拉筋箍与拉筋带无缝连接，由强力胶水与第一肋、第二肋粘结为整体，可防止拉筋带的松动，在所述第一肋与所述第二肋的交错处涂一层导电银胶，并贴附铜箔式导电胶带，用以形成电极，保证导电的可靠性。其中，第一肋采用中国专利申请号201520933679X中的土工格栅材料，锁扣为注塑件。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌固式自感知土工格栅结构，其特征在于，包括至少一列由添有导电填料的聚合物构成的第一肋和至少两排内部设有导线的热塑性聚合物片条构成的第二肋，第二肋与第一肋交错设置构成多排第二肋与至少一列第一肋的结构，且交错处采用锁扣连接，第二肋的导线与第一肋接触设置，与同一第一肋交错的其中两排第二肋的相应导线与电阻检测设备连接。

【技术特征摘要】
1.一种嵌固式自感知土工格栅结构，其特征在于，包括至少一列由添有导电填料的聚合物构成的第一肋和至少两排内部设有导线的热塑性聚合物片条构成的第二肋，第二肋与第一肋交错设置构成多排第二肋与至少一列第一肋的结构，且交错处采用锁扣连接，第二肋的导线与第一肋接触设置，与同一第一肋交错的其中两排第二肋的相应导线与电阻检测设备连接。2.根据权利要求1所述的一种嵌固式自感知土工格栅结构，其特征在于，多排所述第二肋中的导线相异高度设置。3.根据权利要求1所述的一种嵌固式自感知土工格栅结构，其特征在于，所述锁扣与所述第二肋或者第一肋连接侧均与拉筋带的一端连接，拉筋带的另一端设置拉筋箍，拉筋箍围绕第一肋或第二肋设置。4.根据权利要求1所述的一种嵌固式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠啸，崔新壮，张磊，卢途，苏俊伟，王艺霖，李骏，
申请(专利权)人：山东大学，山东大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：山东,37