[实用新型]一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固装置

说明书

本实用新型涉及一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固装置，包括太阳能电池片、压电块、支架、混凝土枕木、铁路路基、多年冻土层、电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧，太阳能电池片位于铁路路基南向坡面，压电块位于混凝土枕木底部，电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧位于多年冻土层中；电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧，交织成经纬网状结构，共同分散高原铁路冻土地基所受的内力和外力。本实用新型可广泛分布应用于高原冻土地带的铁路道路建设中，通过清洁化的电能、智能化的材料和网络化的结构，对受冻土退化不利影响的高原铁路冻土地基，起到加固作用。

技术领域

本实用新型属于太阳能光电利用领域，具体涉及一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固装置。

背景技术

青藏高原苍茫广袤，横亘西南，其面积约占我国领土面积的四分之一，具有极其重要的战略地位。随着我国综合国力的不断提升，人民物质和精神生活水平的不断提高，西藏与内地、与周边地区的联系正日益紧密，2006年青藏铁路通车，2014年拉日铁路通车，2018年川藏铁路成雅段通车，然而青藏高原作为世界中低纬度唯一的高海拔大面积的多年冻土分布区，其自然地质条件极为复杂，青藏地区的高原冻土具有与高纬度、低海拔地区冻土不同的特点，例如：地温高、厚度薄等，随着全球温室效应的进一步加剧，正变得越来越脆弱。

据不完全统计，青藏高原铁路路基病害超过80%都是由于路基所处地段地基的冻土热融沉陷和冷冻膨胀所致，而铁路路基的任何形变都会给铁路运输带来巨大的隐患，而现行的稳定冻土地基的措施有：选择合适的路基高度、构筑片石通风路基、放置热管、铺设隔热层和通风管、以桥代路和人工冻结土壤等，多为间接的、地上的、被动的和局部的举措。

通过引入新能源、新材料和新技术可以来改变这一被动局面：青藏高原丰富的太阳能和通行列车自身的重量，是造成铁路地基形变的重要因素，通过将太阳能和重力势能“变废为宝”的转换为电能，可以为加固装置提供清洁化的能量来源；通过具备记忆效应和超弹性的形状记忆合金以及随外加电压变化而产生软硬变化的电流变液材质，可以为加固装置提供智能化的材料供给；利用智能化材料嵌入地下，经纬交织，将整条铁路的地基互连互通，可以为加固装置提供网络化的结构支撑，从而实现了从直接的、地下的、主动的和整体的视角，去解决高原冻土退化给铁路地基带来的不利影响，为一条条通往世界屋脊的天路地基，夯实加固。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固装置，利用太阳能电池片和压电块获取电能，电流变液地下枕梁受电固化，形状记忆合金弹簧吸热收缩，两者经纬交织，构成网状结构，同时为大面积高原铁路冻土地基增加强度、降低温度和平缓形变，从而起到加固作用。

技术方案：本实用新型所述的一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固装置，包括太阳能电池片、压电块、支架、混凝土枕木、铁路路基、多年冻土层、电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧；所述太阳能电池片通过支架固定安装在铁路路基的南向坡面上，所述压电块固定安装在混凝土枕木的底部，所述电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧放置于多年冻土层中，所述形状记忆合金弹簧与其相邻两侧的电流变液地下枕梁固定连接，所述压电块和太阳能电池片分别与电流变液地下枕梁的内外层电连接。

进一步的，所述南向坡面上的太阳能电池片的表面需覆盖有高透明的保护性材料，太阳能电池片为不连续放置，间断处需留置兽道；支架为板状结构，板面上留有蜂窝状细小通风孔。

进一步的，所述每根混凝土枕木下，对称放置多个压电块，多个压电块之间相互串联，压电块应具有高压电常数和高机械耦合系数。

进一步的，所述电流变液地下枕梁与其上的混凝土枕木一一对应，摆放方位与混凝土枕木平行，形状记忆合金弹簧摆放方位与混凝土枕木垂直，众多电流变液地下枕梁和形状记忆合金弹簧构成经纬网状结构。