[发明专利]适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构及其设计方法。本发明利用了废旧网球，构建了缓冲垫层，使得该种材料在冲击作用下可充分发挥缓冲和耗能作用，有效降低冲击力，从而保证了棚洞结构在滚石冲击荷载作用下的安全性，对比常规砂土垫层，在冲击荷载基本相同的情况下，废旧网球复合垫层能够提高棚洞抵抗滚石能力2～3倍。同时，由于废旧网球含有重金属及有害物质，本发明采用废旧网球的作为缓冲垫层不仅可以降低工程造价，而且能实现废旧网球的二次利用，减少资源消耗，缓解环境污染问题，适应可持续发展的要求，具有较好的社会、环境和经济效益。

技术领域

本发明涉及崩塌滚石防治技术领域，具体涉及一种适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构及其设计方法。

背景技术

滚石灾害具有突发性、可预见性差、速度快、能量高、运动距离远、影响范围大、监测预警困难、危害严重等特点。滚石灾害的防治方法通常可分为两大类：主动防护措施和被动防护措施，主动措施由于地理位置难以奏效，而被动工程中的棚洞是一种非常有效的方法，传统的钢筋混凝土棚洞是通过在其顶部回填很厚的砂土以保护结构本身不被滚石破坏。

国内外对于棚洞垫层的研究还停留在砂土垫层的研究上，对于垫层材料的研究少之又少，目前新型材料主要包括橡胶轮胎和EPS材料，但由于橡胶轮胎加工工艺繁琐，EPS材料价格相对较高等因素，这类新型材料在工程中并未得到广泛应用。工程实际目前也只能停留在根据滚石危害的大小回填不同厚度的砂土材料这个阶段。然而，砂土垫层材料不仅耗能效果有限，而且自重荷载相较于其他材料偏大，建设成本偏高，不利于大面积推广，因此，寻找一还种更好的垫层材料显得极为重要。

网球运动在国内愈渐风靡，由此产生的废旧网球量也逐年递增，而废旧网球含有一定的重金属污染物和其他有害物质，其中锌离子和二苯胍含量最高，随意处置可能会导致资源浪费和环境污染等一系列问题，并且国内对于废旧网球的处理缺乏行之有效的方法，往往和其他垃圾一起填埋。因此对废旧网球的合理处置也迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构及其设计方法解决了纯砂土垫层的自重荷载较大，抗冲击能力不佳的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构，包括中空的钢筋混凝土板，以及钢筋混凝土板内从上至下依次设置的砂土垫层、钢板和网球垫层，所述网球垫层包括镂空铁丝网和废旧网球，所述镂空铁丝网包括若干圆形铁丝环和若干直线形铁丝，所述圆形铁丝环呈矩阵排列，相邻两个所述圆形铁丝环之间通过直线形铁丝连接，每个所述圆形铁丝环内放置一个废旧网球。

进一步地：述砂土垫层的材质为河沙。

进一步地：所述废旧网球的含气率为50％～100％。

进一步地：所述圆形铁丝环与直线形铁丝以模型的方式进行浇筑。

采用上述进一步方案的有益效果为：通过模型可以大批量制作极大的降低了成本且将网球层变成了一个整体。

进一步地：所述圆形铁丝环和直线形铁丝的材质均为铁丝，所述铁丝的截面直径为2mm～5mm。

进一步地：所述圆形铁丝环的直径为6.5cm，所述直线形铁丝的长度为 5cm～8cm。

采用上述进一步方案的有益效果为：可以与废旧网球的直径相契合对其进行固定，并可通过调节铁丝的长度来控制网球的间距以符合各种工程实际。

进一步地：所述网球垫层的厚度为6.5cm，所述砂土垫层的厚度为20cm，所述钢板的厚度为3cm～7cm。

一种适用于棚洞工程的废旧网球复合垫层结构的设计方法，包括以下步骤：