一种磁约束式土工袋的制作方法

本发明属于土工建筑的，具体涉及一种磁约束式土工袋。

背景技术：

1、土工袋又称为土袋，是一种通过外力对袋内土体进行约束，进而增大袋内土体抗剪强度指标的结构，近年来土工袋被广泛应用于边坡、路基以及地基等的加固工作，并取得了较为良好的加固效果；随着对土工袋加固效果影响因素的研究逐渐深入，人们发现土工袋内土体密实度对土工袋的加固效果影响较为显著；为保证土工袋的柔性变形能力，袋内充填土体密实度通常较低，此时土工袋对袋内土体的约束能力较低，加固效果不甚明显。因此提出一种能有效保证袋内土体充填度的土工袋具有极强的现实意义。

2、当前对土工袋的袋内土体密实度的提升，主要通过振动台振捣压实和密实封口两种方法实现，但由于实际操作限制以及土工袋柔性变形需要，袋内土体的密实度远达不到预期密实度，同时振捣压实过程极易造成土工袋的袋体破损，土工袋封口过于靠近袋内时，土体也容易在搬运安置过程中造成袋体破损，另外，若袋内土体过度密实则极易造成土工袋发生破坏，致使柔性变形能力下降，丧失土工袋的工程价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种磁约束式土工袋，在保证柔性变形能力的前提下，增强土工袋对袋内土体的约束，提升加固效果，适用于各种土体加固的场合，尤其适用于应对外力突变情况下的加固场合。

2、本发明提供了如下的技术方案：

3、提供了一种磁约束式土工袋，包括第一层土工布、被吸附件和柔性可卷曲的第一磁力变化组件；所述第一层土工布围合形成土工袋袋体，在所述土工袋袋体的至少一个受力面上设置第一磁力变化组件；所述被吸附件设置在土工袋袋体表面或者内部，且与第一磁力变化组件相对；所述第一磁力变化组件与被吸附件之间设有能够容置填充物的间隙；当所述土工袋袋体受到外力发生弯曲和压缩时，所述第一磁力变化组件向所述被吸附件施加的磁吸力升高，以提升所述土工袋袋体对其内部的约束力。

4、可选地，所述第一磁力变化组件包括压感发电结构、柔性压力传感器和片状的混磁层；所述混磁层的相对两侧均设有所述压感发电结构，其中一个所述压感发电结构紧贴第一层土工布；所述柔性压力传感器位于所述混磁层表面或者第一层土工布表面；所述混磁层包括强磁体结构和电磁片结构；所述强磁体结构和电磁片结构位于同一平面，所述压感发电结构通过柔性压力传感器与所述电磁片结构电性相连；当所述柔性压力传感器受到外界压力时，呈现负电阻变化或者正电阻变化，以使所述电磁片结构叠加所述强磁体结构的磁吸力或者解除对所述强磁体结构磁吸力的限制。

5、可选地，当所述柔性压力传感器受到外界压力，呈现负电阻变化时，所述电磁片结构所能产生的磁场呈现正变化；所述强磁体结构的磁极方向和电磁片结构所产生的磁极方向相同；所述强磁体结构包括多个第一强磁片，多个所述第一强磁片阵列排布；所述电磁片结构包括第一嵌铁织物和第一铜线圈；所述第一铜线圈有多个且环绕在所有第一强磁片形成的阵列结构的外侧；所有的所述第一铜线圈和第一强磁片通过第一连接织物相连以形成平面结构；所述第一嵌铁织物也有多个且一一对应地位于所述第一铜线圈的中心通孔内；所述第一铜线圈与压感发电结构通过柔性压力传感器电性连接。

6、可选地，多个所述第一铜线圈的缠绕方向和缠绕匝数均一致；所述第一铜线圈通过低阻导线与柔性压力传感器以及压感发电结构相连。

7、可选地，当所述柔性压力传感器受到外界压力，呈现正电阻变化时，所述电磁片结构所能产生的磁场呈现负变化；所述强磁体结构的磁极方向和电磁片结构所能产生的磁极方向相同；所述强磁体结构包括多个第二强磁片；所述电磁片结构包括第二铜线圈、第二连接织物和铁芯；所有的所述第二强磁片以阵列排布的方式嵌于第二连接织物上；所述第二强磁片上设置有贯穿其自身的安装通孔；所述第二铜线圈有多个且一一对应地同轴套设在安装通孔内；所述铁芯包括轴体段和片状板；所述轴体段同轴穿设第二铜线圈内；所述片状板与轴体段t形相连，所述片状板位于第二强磁片的表面，所述第二铜线圈与所述压感发电结构通过柔性压力传感器电性连接。

8、可选地，所述压感发电结构为柔性压电纳米发电机或者为基于压电材料的柔性的自充电能源包；

9、当所述压感发电结构为自充电能源包时，所述自充电能源包包括柔性的第一外壳基板、阴极电极、压电核心层、阳极电极和第二外壳基板；所述第一外壳基板、阴极电极、压电核心层、阳极电极和第二外壳基板依次堆叠且通过电解质和粘连剂封装为一个整体；所述压电核心层为纳米复合/掺杂型压电材料。

10、可选地，所述被吸附件是磁性悬挂板和/或第二磁力变化组件；

11、当所述被吸附件是磁性悬挂板时，所述磁性悬挂板位于所述土工袋袋体内或者所述土工袋袋体的表面；

12、当所述被吸附件是第二磁力变化组件时，所述第二磁力变化组件位于所述土工袋袋体表面，且第一磁力变化组件和第二磁力变化组件位于所述土工袋袋体的相对面；

13、当所述被吸附件是磁性悬挂板和第二磁力变化组件时，所述磁性悬挂板位于所述土工袋袋体内，所述第二磁力变化组件位于所述土工袋袋体表面；第一磁力变化组件和第二磁力变化组件位于所述土工袋袋体的相对面；所述第一磁力变化组件和第二磁力变化组件所能够产生的磁极方向相同；所述磁性悬挂板的磁极方向与第一磁力变化组件所能产生的磁极方向相同。

14、可选地，所述磁性悬挂板通过延伸带与所述土工袋袋体相连，所述磁性悬挂板上设置有连接孔；所述延伸带的端部设置有j型挂钩，所述j型挂钩可拆卸地钩挂在连接孔内；

15、所述磁性悬挂板有多个，且以阵列排布的形式分布；位于同一所述磁性悬挂板上的连接孔有多个，且均位于所述磁性悬挂板的自由端端部；每个所述连接孔能够连接一条或者多条延伸带。

16、可选地，所述第一磁力变化组件背离第一层土工布侧设置有第二层土工布；当所述被吸附件包括第二磁力变化组件时，第二磁力变化组件背离第一层土工布侧也设置有第二层土工布；

17、所述土工袋袋体的形状为长方体，当所述被吸附件包括第二磁力变化组件时，所述第一磁力变化组件有多个且分别位于土工袋袋体的三个表面，所述第二磁力变化组件有多个且分别位于土工袋袋体另外三个表面，包含第一磁力变化组件的三个表面存在同一共同点。

18、可选地，所述土工袋袋体的形状为长方体，所述第一层土工布包括有底部围合区域和顶部围合区域；所述底部围合区域弯折形成顶部敞口的槽体，所述顶部围合区域盖合在槽体的顶部，且与所述槽体的其中一侧边相连，当所述顶部围合区域盖合在槽体顶部时，所述顶部围合区域的边缘能够向所述槽体的侧面翻折；当所述土工袋袋体需要缝合时，缝合线的位置位于所述顶部围合区域的翻折部分。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、(1)本发明的土工袋具备磁约束效能，且能够在外力发生变化时，增大对袋内土体的约束力，使其内部密实度增加，同时内部土体对袋体的张力变大，进而实现土体黏聚力的增加，提升加固效果，本发明适用于各种需要土工加固的场合，尤其适用于应对外力突变情况下的加固场合。

21、(2)本发明当柔性压力传感器受到外界压力时，呈现负电阻变化，强磁体结构和电磁片结构产生的磁场叠加，提高了土工袋袋体的内部约束力，或者当柔性压力传感器受到外界压力时，呈现正电阻变化，电磁片结构解除对强磁体结构磁吸力的限制，使得强磁体结构能够发挥自身的强大磁吸力，来提高对其内部的约束力；在柔性压力传感器的作用下，土工袋袋体产生的内部磁约束力能够根据土工袋袋体的受力情况产生一致性的变化，从而提高对应用环境的适应能力，整体结构巧妙，加固效果优异。

22、(3)本发明中的第一磁力变化组件和被吸附件均为具有柔性变形特性以及一定延展能力，有效实现了第一磁力变化组件、被吸附件与土工布的协调变形，规避了由于不均匀变形所产生的第一磁力变化组件撕裂破坏的现象发生，保证了具备磁约束效能的土工袋袋体的使用寿命；压感发电结构为柔性压电纳米发电机或者为基于压电材料的柔性的自充电能源包，实现了土工袋袋体的独立供电，降低了对外界能源的依赖，提升了磁约束土工袋的应用范围。

23、(4)本发明的被吸附件可以是磁性悬挂板或者第二磁力变化组件或者磁性悬挂板和第二磁力变化组件的结合，当被吸附件是磁性悬挂板时，整体结构简单；当被吸附件是第二磁力变化组件时，第一磁力变化组件和第二磁力变化组件相对设置在土工袋袋体的相对面，能够避免由于外力不直接作用第一磁力变化组件导致内部约束力增强效果不理想的情况发生；当被吸附件是磁性悬挂板和第二磁力变化组件的结合时，既能够避免由于外力不直接作用第一磁力变化组件导致内部约束力增强效果不理想的情况发生，又能利用磁性悬挂板从土工袋袋体内部实现补充约束，提升了袋内充填土体的密实度，进一步充分发挥了土工袋袋体的加固效能。