本申请提供一种多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统和自调节方法，涉及寒区工程病害防护领域，支撑系统包括支撑架、控制器和均设于支撑架下方且间隔排布的多个自调节支撑单元，每个自调节支撑单元均包括自调节伸缩器、地基板和压力检测器，自调节伸缩器的两端分别与支撑架和地基板连接，压力检测器安装于地基板的远离自调节伸缩器的一端，压力检测器用于埋设于土体内；自调节伸缩器和压力检测器均与控制器通信连接。该支撑系统通过采用多点柔性支撑的设计方案，能够减小或防治冻土地基差异性变形引发上部结构拉裂缝，保障寒区构筑物的稳定性和安全性。
1、多年冻土是指地表以下连续两年或更长时间处于冻结状态的土壤、岩石或其他沉积物，其主要分布于高纬度、高海拔地区，如北极、南极、西伯利亚和青藏高原等区域。多年冻土的强度受其温度、冰含量、土体类型和孔隙结构的显著影响，尤其在近相变区，温度的波动会急剧改变冻土的力学性能。工程实践中，由于受地表冻胀融沉、阴阳坡效应、迎风背风效应和冻土含冰量不均匀性等因素的影响，房屋和道路等寒区工程建筑物基础极易产生局部沉降和隆起变形。这种在冻土区常见且难以避免的基础不均匀性变形，会导致上部结构受到不均匀的支撑力，引起房屋建筑，道路路面的拉裂缝。全球气候变化和寒区工程建设大幅增加背景下，多年冻土区因基础差异变形引起的工程病害日益严重。
2、青藏高原地区大部分工程建设中采用承载力高，变形相对较小的桩基础。然而，桩基础的施工不仅给多年冻土产生热扰动，且其高昂的施工代价限制了其在多年冻土中的广泛应用。在浅基础方面，尽管通风管路基、热管、eps保温板等措施已被应用于寒区道路建设中以维持冻土地基的稳定性，这些措施并不能有效应对差异性变形对上层刚性构筑物稳定性的威胁。通常，地基发生变形后，常见的整治措施是换土垫层、地基内部注浆加固和垫木修复等。然而，这些病害治理措施存在施工复杂，长期效果有限，均匀性难以控制以及无灾害预警与智能控制等缺点。因此，开发一种结构简易、施工便捷、抗冻融变形强、承载力高的寒区工程基础结构迫在眉睫。
>技术实现思路1、本专利技术的目的在于提供一种多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统和自调节方法，其能够减小或防治冻土地基差异性变形引发上部结构拉裂缝，保障寒区构筑物的稳定性和安全性。
2、本专利技术的实施例是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，包括：
4、支撑架、控制器和均设于所述支撑架下方且间隔排布的多个自调节支撑单元，每个所述自调节支撑单元均包括自调节伸缩器、地基板和压力检测器，所述自调节伸缩器的两端分别与所述支撑架和所述地基板连接，所述压力检测器安装于所述地基板的远离所述自调节伸缩器的一端，所述压力检测器用于埋设于土体内；所述自调节伸缩器和所述压力检测器均与所述控制器通信连接。
5、在可选的实施方式中，所述自调节支撑单元还包括第一立柱和第二立柱，所述第一立柱安装于所述自调节伸缩器和所述支撑架之间，所述第二立柱安装于所述自调节伸缩器和所述地基板之间。
6、基于上述方案，通过设置第一立柱和第二立柱，便于调节上层的支撑架的高度位置，提高施工便捷性，也便于将自调节伸缩器更好的定位在支撑架和地基板之间，保证自调节伸缩器运行的稳定性和可靠性。
7、在可选的实施方式中，所述多年冻土区自调节支撑系统还包括多个水平检测仪，所述多个水平检测仪均安装于所述支撑架上，相邻所述自调节支撑单元之间布设有至少一个所述水平检测仪；所述水平检测仪用于获取相邻自调节伸缩器或相邻地基板的竖向相对变形。
8、基于上述方案，通过设置多个水平检测仪，既便于支撑架安装时调整支撑架的水平度，还能够在冻土地基变形引起自调节支撑单元的竖向位置改变后，通过水平检测仪能够清晰的反映出支撑架对应区域的倾斜角度，也即，冻土地基变形后，与变形位置对应的自调节支撑单元的竖向高度发生改变，支撑架对应于自调节支撑单元的支撑位置的高度发生改变，此时，通过自调节伸缩器的长度调节来补偿冻土地基形变量时，能够参考倾斜角度参数，当倾斜角度为零时，表明支撑架的调整到位，调整精确度高。
9、在可选的实施方式中，所述支撑架包括多根竖梁、多根横梁和多个交叉支撑杆，所述多根竖梁平行间隔排布，相邻所述竖梁的底部通过所述横梁连接，相邻所述竖梁之间连接有一个所述交叉支撑杆；所述自调节支撑单元支撑于相邻所述横梁的连接位置处。
10、基于上述方案，支撑架的结构简单，支撑稳定可靠。且采用框架结构，具有镂空区域，通风效果好，可以有效保持房屋基础下方冷能存储，提高活动层上限，降低地基冻土地温，显著提升地基热稳定性。同时提升的冻土上限可以保持活动层中水分向基础周围扩散迁移，避免冻结层上水对地基基础的热侵蚀。
11、在可选的实施方式中，所述水平检测仪安装于所述横梁上。
12、基于上述方案，水平检测仪的安装位置合理，通过获取横梁的水平度即可反映出支撑架整体的水平度，利于施工。
13、在可选的实施方式中，所述多年冻土区自调节支撑系统还包括整体式底板和保温板，所述整体式底板安装于所述支撑架的顶部，所述保温板安装于所述整体式底板的顶部。
14、基于上述方案，通过整体式底板和保温板的配合，能够起到良好的遮阳保温效果。
15、在可选的实施方式中，所述自调节伸缩器设置为自调节千斤顶。
16、基于上述方案，自调节千斤顶结构简单，安装便捷，且运行稳定可靠。
17、在可选的实施方式中，所述压力检测器设置为压应力元件，所述压应力元件贴合于所述地基板的远离所述自调节伸缩器的侧面。
18、基于上述方案，压应力元件安装便捷，使用寿命长，且检测灵敏度高，利于调节支撑架的水平度。
19、在可选的实施方式中，所述地基板设置为方格板。
20、基于上述方案，地基板结构简单，便于加工制造，且能够直接放置于土体上，不需要进行地表开挖、掩埋，对多年冻土和地表植被破坏较小。
21、第二方面，本专利技术提供一种自调节方法，适用于前述实施方式中任一项所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，该方法包括：
22、利用每个自调节支撑单元的压力检测器获取对应的地基板施加于土体的压力参数，并将所述压力参数与控制器的预设压力值进行比较：
23、若所述压力参数小于所述预设压力值，所述控制器控制对应的自调节伸缩器伸长以向上抬升支撑架的对应位置，直至所述压力参数与预设压力值相等时停止所述自调节伸缩器工作；
24、若所述压力参数大于所述预设压力值，所述控制器控制对应的自调节伸缩器缩短以使支撑架的对应位置下降，直至所述压力参数与预设压力值相等时停止所述自调节伸缩器工作。
25、本专利技术实施例的有益效果是：
26、综上所述，本实施例提供的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，利用多个自调节支撑单元配合支撑在支撑架的底部，支撑架的顶部可以承载建筑物等，每个自调节支撑单元独立支撑调控，多个自调节支撑单元均与控制器通信连接，实现了多点分布、集成监测、自调节的技术方案，能够在多年冻土区有效补偿地基差异变形，提供可靠的基础支撑，显著提高工程结构的稳定性和安全性。此外，支撑系统的通风性和遮阳效果可有效降低地基温度，提高冻土地基热力稳定性，具有广泛的应用前景和显著的工程价值。
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【技术保护点】
1.一种多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
10.一种自调节方法，其特征在于，适用于权利要求1-9中任一项所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，该方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的多年冻土区工程构筑物自调节支撑系统，其特征在于：
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高樯，温智，李亚胜，王博通，范长新，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：
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