[发明专利]边坡防护桩及其边坡监测与防护系统

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，公开一种边坡防护桩，包括由碳纳米管和混凝土融合制成的芯部和包裹在芯部外周的由碳纳米管和膨胀土制成的包覆部，所述防护桩用于插入边坡土体内。同时还公开一种边坡监测与防护系统，包括多个分散插入边坡土体内的防护桩、与各防护桩信号连接的数据采集终端、对数据采集终端所采集信息进行处理的数据处理终端、为数据采集终端提供电能的电源设备，还包括与数据处理终端链接的人机交互设备。本申请的监测与防护系统中，既可通过防护桩起到保护边坡的作用，又可通过边坡土体内部的应力应变以及坡体含水量变化，最终实现监测边坡深层滑动、边坡变形、坡体位移等情况。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地，涉及一种边坡防护桩及其边坡监测与防护系统。

背景技术

滑坡是会危及生命并造成财产损失的一种极大的自然灾害，一般发生在地表很多地区，其由一系列过程引发，常常影响人类活动和建筑环境，并造成灾难性后果。总体来说，世界上与滑坡有关的损失难以估计，随着我国现代化建设事业的不断发展，在各类基础设施建设中也遇到了大量的边坡问题。

边坡通常呈现非匀质性和各向异性特性，在外部因素的影响下很容易导致局部或者瞬态大变形乃至失稳滑动而引起滑坡。通常情况下，降雨是引起滑坡的最主要因素之一，由于雨水的大量下渗，导致边坡体上的土石层含水量增加，增加了滑体的重量，且伴随土体强度降低，导致滑坡产生，边坡土体内没有任何防滑坡措施和隔绝边坡体水带连贯性的措施，将无法阻止或减缓边坡滑坡问题的发生。

此外，边坡的稳定性与其内部的水含量息息相关，因此，在进行边坡监测预警时，需要对边坡含水量的变化进行有效监测。现有技术的边坡监测和防护领域中，边坡监测和防护两者通常是分开的，没有形成监测和防护的一体化。且目前对于边坡的主要监测方法为简易观测法、设站观测法、仪表观测法、远程监测法等。由于现场监测环境恶劣多变，监测对象复杂多样，干扰因素多，监测范围和规模较大，分析理论与警备准则不完善等原因，这些传统的常规监测方法存在诸多不足，主要体现在：（1）容易漏检，存在盲区；（2）设备集成度不高、成活率低、耐久性和长期稳定性差，监测成本高；（3）监测仪器因受环境中的电磁干扰等因素导致监测效果并不明显，甚至出现漏检等不良现象，长距离或大面积监测能力弱；（4）实时、并行和自动化、智能化程度差；（5）稳定性评价缺少数据支撑和理论指导；（6）现有的监测技术主要监测边坡裂缝以及位移，缺少对边坡坡体内部的土水压力及深部位移进行监测。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可对边坡土体起到减缓滑坡进程或防止滑坡的边坡防护桩。

本发明同时还提供一种设有所述防护桩的可对边坡内部深层滑动、边坡变形、坡体位移等进行远程实时连续监测的边坡监测与防护系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种边坡防护桩，包括由碳纳米管和混凝土融合制成的芯部和包裹在芯部外周的由碳纳米管和膨胀土制成的包覆部，所述防护桩用于插入边坡土体内。

进一步地，防护桩包覆部外周还附有至少一层透水材料。

更进一步地，透水材料为土工布或网布。

再进一步地，透水材料外周还包附有至少一层对防护桩自身起整体固定作用的固定网。

还进一步地，防护桩一端为尖形端部。

一种设有上述边坡防护桩的边坡监测与防护系统，包括多个分散插入边坡土体内的防护桩、与各防护桩信号连接的数据采集终端、对数据采集终端所采集信息进行处理的数据处理终端、为监测与防护系统提供电能的电源设备，还包括与数据处理终端链接的人机交互设备。

进一步地，电源设备包括太阳能充电板。

进一步地，多个防护桩在边坡土体内整齐排列布置。