适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法

本发明涉及地下防护结构，具体为适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法。

背景技术：

1、近年来交通运输行业快速发展，地下工程建设规模大、发展快，同时面临着严峻的安全形势，这是由于由于地下工程的建设相对于地上结构起步较晚，且一直为经历大地震的考验，导致人们在很长时间内都认为地下结构具有很强的抗震性能，制约了其地震响应机理的发展，尤其处于大地震活动带之间的地下工程，地下结构对周围土体大变形的承受力决定着它能否安全运行，因此，开展地震诱发大变形土体与地下结构相互作用的研究，具有明确的国家需求背景，对于我国地下工程建设的抗震设计工作具有重要的现实意义。

2、现有的适用于地震下的地下防护结构一般通过在地下设置弧形内衬，并通过工字钢、土锚对拉进行加固，从而完成防护的同时，形成人防通道，但该方式对于地震下大变形的土体来说不适应，由于土体的大变形，坍塌处土体集中挤压作用弧形内衬，导致局部弧形内衬受压力集中，容易造成固定的弧形内衬受损，从而从中封堵弧形内衬形成的通道，造成人员安全隐患。

3、为此，我们提出适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，包括于地下暗挖的土层通道处设有防护层，所述防护层内设有多节弧形内衬，所述弧形内衬于所述所述防护层中活动配合，所述弧形内衬外表面活动连接有伸缩件，所述防护层内壁处设有与所述伸缩件活动配合的防护盖，所述伸缩件上各转动连接有转轴，两个所述转轴上分别铰接有第一活动板和第二活动板；疏通组件，所述疏通组件在地震作用下晃动所述伸缩件，使所述第一活动板垂直和水平方向同步往复活动分摊坍塌的土体；连接组件，所述连接组件用于所述第一活动板和所述第二活动板端部活动连接。

3、优选的，所述伸缩件包括通过活动嵌设的连接球与所述弧形内衬活动连接的套杆，所述套杆上套设有与所述防护盖抵压配合的套管，所述套管和所述套杆之间抵压配合有压簧，两个所述转轴分别与所述套杆和所述套管转动连接。

4、优选的，所述疏通组件包括与所述套杆连接固定的滑柱，所述套管内壁上开设有封闭的圆形槽，所述滑柱于所述圆形槽内滑动，两个所述第一活动板铰接配合，两个所述第二活动板铰接配合，所述防护层上放置有抵压板，两个所述抵压板之间设有弹性钢筋网片，所述抵压板与所述弧形内衬之间挂接有多个弹性件。

5、优选的，所述弧形内衬上方设有活动板，所述活动板两端呈l形状并与所述弧形内衬活动配合，所述防护盖通过弹性杆与所述活动板连接固定。

6、优选的，所述连接组件包括转动套筒，所述转动套筒中部开设有活动槽，所述转动套筒内转动连接有转动杆，两个所述转动杆之间贯穿设有连接杆，所述第二活动板端部铰接有铰接板，所述铰接板穿入所述活动槽并与所述转动杆转动连接，所述转动套筒上开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动配合有与所述第一活动板铰接的滑板。

7、优选的，所述连接杆外表面套设有柔性防护套，所述第一活动板和所述第二活动板穿入所述柔性防护套，避免土体进入，影响柔性防护套内部的结构的运行。

8、优选的，所述套管顶部固定连接有抵压球，所述防护盖的截面形状为u形，保证抵压球始终抵压在防护盖内，不会脱离。

9、优选的，所述第一活动板上固定连接有多个作用土体的分散板，进一步加强第一活动板分散土体的效果。

10、优选的，所述弧形内衬底端设有与所述抵压板侧面抵压配合的防护板，避免土体进入弧形内衬。

11、适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构的防护方法，还包括以下步骤；s1、地震发生时，在所述弹性件的作用下，使所述弧形内衬持续晃动，从而使所述套杆和所述套管转动并做伸缩运动，其中所述活动板沿着所述弧形内衬晃动，从而使所述防护盖晃动，增加所述套杆和所述套管的活动幅度；s2、所述套管和所述套杆做相对的转动，从而使所述第一活动板和所述第二活动板之间的转动；s3、所述第一活动板和所述第二活动板垂直和水平方向同步往复活动分摊坍塌的土体，所述第一活动板和所述第二活动板使土体均匀的分散到四周，同时配合晃动的所述弧形内衬作用分散的土体，进一步使坍塌的土体均匀，减少土体大变形影响所述弧形内衬，避免所述弧形内衬位置固定，在地震持续余震作用下，导致所述弧形内衬断裂。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、本发明地震时，在弹性件的作用下，弧形内衬晃动，在压簧的作用，套筒和抵压球抵压在防护盖上，且沿着防护盖周边活动，从而使套杆和套筒做配合的伸缩的同时，做一定角度的转动，从而使第一转动板和第二转动板活动，其中第一活动板于水平方向和垂直方向的活动幅度大，从而保证使土体均匀的分散到四周，同时配合晃动的弧形内衬作用分散的土体，进一步使坍塌的土体均匀，减少土体大变形影响弧形内衬，避免弧形内衬位置固定，在地震持续余震作用下，导致弧形内衬断裂。

14、2、又套杆和套管做伸缩活动时，在滑柱和封闭的圆形槽的作用下，使套管相对于套杆做转动，进一步增加第一活动板的活动幅度，加强均匀分散土体的效果。

15、3、弧形内衬晃动，带动活动板同步晃动，且在土体的作用下，活动板的端部沿着弧形内衬滑动，从而带动防护盖相对于弧形内衬活动，进一步反作用套管和套杆，使第一活动板和第二活动板的活动幅度更大。

技术特征：

1.适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：所述伸缩件包括通过活动嵌设的连接球与所述弧形内衬(2)活动连接的套杆(7)，所述套杆(7)上套设有与所述防护盖(3)抵压配合的套管(8)，所述套管(8)和所述套杆(7)之间抵压配合有压簧(9)，两个所述转轴(4)分别与所述套杆(7)和所述套管(8)转动连接。

3.根据权利要求2所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：所述疏通组件包括与所述套杆(7)连接固定的滑柱(10)，所述套管(8)内壁上开设有封闭的圆形槽(11)，所述滑柱(10)于所述圆形槽(11)内滑动，两个所述第一活动板(5)铰接配合，两个所述第二活动板(6)铰接配合，所述防护层(1)上放置有抵压板(12)，两个所述抵压板(12)之间设有弹性钢筋网片(13)，所述抵压板(12)与所述弧形内衬(2)之间挂接有多个弹性件(14)。

4.根据权利要求3所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：所述弧形内衬(2)上方设有活动板(15)，所述活动板(15)两端呈l形状并与所述弧形内衬(2)活动配合，所述防护盖(3)通过弹性杆与所述活动板(15)连接固定。

5.根据权利要求4所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：所述连接组件包括转动套筒(16)，所述转动套筒(16)中部开设有活动槽(17)，所述转动套筒(16)内转动连接有转动杆(18)，两个所述转动杆(18)之间贯穿设有连接杆(19)，所述第二活动板(6)端部铰接有铰接板(20)，所述铰接板(20)穿入所述活动槽(17)并与所述转动杆(18)转动连接，所述转动套筒(16)上开设有滑动槽(21)，所述滑动槽(21)内滑动配合有与所述第一活动板(5)铰接的滑板(22)。

6.根据权利要求5所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，其特征在于：所述连接杆(19)外表面套设有柔性防护套(23)，所述第一活动板(5)和所述第二活动板(6)穿入所述柔性防护套(23)。

7.根据权利要求2所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法，其特征在于：所述套管(8)顶部固定连接有抵压球(24)，所述防护盖(3)的截面形状为u形。

8.根据权利要求1所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法，其特征在于：所述第一活动板(5)上固定连接有多个作用土体的分散板(25)。

9.根据权利要求3所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法，其特征在于：所述弧形内衬(2)底端设有与所述抵压板(12)侧面抵压配合的防护板(26)。

10.适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构的防护方法，其特征在于，利用权利要求1-9所述的适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构，具体防护方法包括以下步骤；

技术总结本发明公开了适用于地震诱发土体大变形的地下防护结构及防护方法，包括防护层、弧形内衬、伸缩件、防护盖、转轴、第一活动板、第二活动板；在地震作用下晃动伸缩件，使第一活动板垂直和水平方向同步往复活动分摊坍塌的土体的疏通组件；用于第一活动板和第二活动板端部活动连接的连接组件，地震时，弧形内衬晃动，使套杆和套筒做配合的伸缩的同时，沿着防护盖做一定角度的转动，从而使第一转动板和第二转动板活动，其中第一活动板于水平方向和垂直方向的活动幅度大，从而保证使土体均匀的分散到四周，同时配合晃动的弧形内衬作用分散的土体，减少土体大变形影响弧形内衬，避免弧形内衬位置固定，在地震持续余震作用下，导致弧形内衬断裂。技术研发人员：王占彬,张文斌,张健,代登辉,刘凌霄,周秋月,嵇庆受保护的技术使用者：南京交通职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/5/27