專利名稱：與土體擋土墻中的土體加強(qiáng)板相嚙合的自鎖夾桿及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土體擋土墻，本發(fā)明特別涉及機(jī)械穩(wěn)定的土體擋土墻，它由承受回填物荷載的橫向延伸土體加強(qiáng)板加固，而與形成擋土墻的砌塊實(shí)體受到法向應(yīng)力無關(guān)。
背景技術(shù)：
機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻是用于加固土體邊坡的建筑設(shè)備，特別是用在標(biāo)高發(fā)生急劇變化的邊坡處，例如，具有陡峭上升筑堤的建設(shè)地點(diǎn)。這些筑堤必須進(jìn)行加固，比如利用擋土墻抵抗倒塌或破壞，從而保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)避免遭受由于土體邊坡的滑坡或滑移而可能造成的傷害或損失。
如今有多種擋土墻的設(shè)計(jì)方法。擋土墻的設(shè)計(jì)必須說明土和水的側(cè)壓力、墻體自重、溫度和收縮的影響以及地震荷載。已知的機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻的設(shè)計(jì)方法在土體中使用金屬的或聚合的拉伸加固件。拉伸加固件在墻中橫向延伸，墻由許多模塊飾面部件，典型的有預(yù)制混凝土構(gòu)件、砌塊或板件疊置在一起。拉伸加固件連接土體與形成擋土墻的砌塊。砌塊形成加筋土體的一個(gè)直觀垂直表面。
通常使用的聚合的拉伸加固件是通常稱為格柵的細(xì)長(zhǎng)的格子狀構(gòu)造。這些格柵是剛性的聚合擠壓型材。格柵具有細(xì)長(zhǎng)的加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋橫向排列的柵條連接，從而在加強(qiáng)肋之間形成細(xì)長(zhǎng)的孔隙。
在構(gòu)筑土體擋土墻期間使可使用多種連接方法的砌塊或具有格柵的板件互鎖。已知的一種擋土墻使用砌塊，砌塊具有在介于頂面與底面之間的內(nèi)部延伸的孔眼?？籽塾靡越蛹{榫釘或銷釘。在第一層砌塊沿?fù)跬翂Φ拈L(zhǎng)度方向橫向放置后，榫釘可插入砌塊的上部表面的孔眼中。格柵的邊緣部分置于砌塊層上，因此每一個(gè)榫釘都分別延伸穿過一個(gè)相對(duì)應(yīng)的孔隙。這樣可使擋土墻與格柵相連接。格柵從砌塊橫向延伸且覆蓋有回填物。第二層砌塊置于與砌塊底面的孔眼相配合的向上延伸的榫釘上。覆蓋在格柵上的回填荷載分布于榫釘與格柵的連接點(diǎn)處。格柵與擋土墻的連接強(qiáng)度是由砌塊上、下表面與格柵之間的摩擦，以及通過由墻收集的聚集粒與格柵孔隙之間的連接而產(chǎn)生的。這兩個(gè)起作用的因素的幅度隨擋土墻的工程質(zhì)量、相連接的砌塊的自重所產(chǎn)生的法向應(yīng)力、以及隨集料的質(zhì)量和粒徑而變化。
其他連接設(shè)備也是已知的。例如，本申請(qǐng)人的美國(guó)專利US5417523描述了一種連接棒，它具有空間位置相互分離的楔塊，該楔塊與從擋土墻中橫向延伸的格柵中的孔眼相嚙合。連接棒嵌入砌塊上、下表面間的槽中。
對(duì)土體擋土墻的說明基于互鎖構(gòu)件的強(qiáng)度及回填所產(chǎn)生的荷載。一旦已知所需的擋土墻的高度和地面狀況的類型后，即可確定格柵的數(shù)量、相鄰格柵間的垂直間距以及格柵的橫向定位、依靠的互鎖構(gòu)件的負(fù)載力。
迄今為止，構(gòu)筑這樣的機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻只限于用在大的、有重要財(cái)政意義的工程上。其中的部分原因是構(gòu)筑這種土體擋土墻的機(jī)械構(gòu)件的成本。為了降低成本，除了格柵外，拉伸加固件被開發(fā)用于機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻中。這些拉伸加固件是柔性的加強(qiáng)板，包括開孔大的格柵織成的格子和小孔眼織成的格子，以及織成的薄板。這些拉伸加固件在構(gòu)筑機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻時(shí)，它們與擋土墻表面單元的連接是一個(gè)主要的技術(shù)難題。到目前為止，柔性加固件通過砌塊與加固件之間的摩擦與模制砌塊相連接。摩擦力的大小(也就是連接強(qiáng)度)要考慮到依靠作用于特殊的加強(qiáng)板上的負(fù)載壓力。負(fù)載壓力越大，連接強(qiáng)度就越大。對(duì)于小的擋土墻，由砌塊自重所產(chǎn)生的法向應(yīng)力很有限，通常很難達(dá)到所需要的連接強(qiáng)度。
因此，需要一項(xiàng)能穩(wěn)定土體擋土墻且不依賴擋土墻中砌塊實(shí)體所承受的法向應(yīng)力的技術(shù)。本發(fā)明將直接解決這個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種包括至少兩層疊置的砌塊的土體擋土墻來解決該技術(shù)問題。每一塊砌塊具有一個(gè)在相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道，該孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面和一個(gè)位于支承表面之間且對(duì)著狹槽的開口，該狹槽從孔道向砌塊外表面間橫向延伸。延伸的夾桿的橫截面形狀至少相對(duì)于孔道中的那對(duì)相鄰支承表面的橫截面形狀相一致，將夾桿嵌入孔道中，使夾桿的一個(gè)頂端與孔道對(duì)著狹槽的開口相鄰接，加強(qiáng)板的一部分包住夾桿并穿過每層砌塊的夾槽橫向延伸。夾桿與孔道的支承表面機(jī)械嚙合，這樣由加強(qiáng)板所承受的拉伸荷載就分布在砌塊的支承表面上。
另一方面，本發(fā)明提供了構(gòu)筑土體擋土墻的方法，包括以下步驟(a)疊置至少兩層砌塊以形成擋土墻的長(zhǎng)度，每一塊砌塊具有一個(gè)在相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面且支承表面之間的孔道開口對(duì)著一個(gè)從狹槽向砌塊外部橫向延伸的狹槽；(b)將加強(qiáng)板的端部包在夾桿上，夾桿的橫截面形狀至少相對(duì)于孔道上的一對(duì)相鄰支承表面一致；(c)將用加強(qiáng)板包著的夾桿沿孔道滑動(dòng)，使加強(qiáng)板的橫向延伸部分滑動(dòng)地嵌入到狹槽中，并將擋土墻的加強(qiáng)板橫向延伸，夾桿的頂部與孔道開口所成的狹槽對(duì)齊；及(d)通過回填對(duì)擋土墻的加強(qiáng)板橫向部分進(jìn)行覆蓋，由加強(qiáng)板包著的夾桿承受著覆蓋在加強(qiáng)板橫向延伸部位上的回填物所產(chǎn)生的荷載，夾桿機(jī)械地嚙合于孔道的兩個(gè)支承表面，這樣拉伸荷載就穿過砌塊進(jìn)行分布。
又一方面，本發(fā)明提供了一種用于嚙合沿?fù)跬翂M向延伸的加強(qiáng)板的連接件，擋土墻由疊置的砌塊所構(gòu)成，擋土墻中的每一塊砌塊都具有從砌塊的一個(gè)側(cè)面向相對(duì)側(cè)面延伸的一條孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面以及位于支承表面之間且對(duì)著狹槽的開口，狹槽從孔道向砌塊的外表面延伸以接納加強(qiáng)板的一部分。連接件包括延伸構(gòu)件，延伸構(gòu)件的橫截面形狀至少相對(duì)于在砌塊中延伸的孔道里的那對(duì)相鄰支承表面的形狀相一致。延伸構(gòu)件被穿砌塊狹槽橫向延伸且被回填物所覆蓋的加強(qiáng)板的一部分包住，通過使構(gòu)件承載部分壓緊溝槽支承表面，從而使作用于加強(qiáng)板的拉伸荷載傳遞到砌塊上。
再一方面，本發(fā)明提供了一種構(gòu)筑土體擋土墻的砌塊，土體擋土墻由疊置的許多層砌塊組成，砌塊的主體由兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面、一個(gè)頂面和一個(gè)相對(duì)的底面、一個(gè)前表面和一個(gè)相對(duì)的后表面所構(gòu)成，砌塊體中具有在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道，用于在其中接納夾桿，孔道中具有與夾桿表面相嚙合的至少兩個(gè)相鄰的支承表面和一個(gè)位于支承表面間的對(duì)著狹槽的開口，狹槽從孔道延伸至砌塊的外表面用以接納加強(qiáng)板的一部分。由穿過狹槽沿砌塊橫向延伸的一部分加強(qiáng)板包住并由孔道接納夾桿，支撐著支承面從而將拉伸荷載從加強(qiáng)板傳遞到砌塊上。
依照附圖，通過閱讀本發(fā)明以下的詳細(xì)說明及權(quán)利要求，本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)很清楚。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1表示本發(fā)明中土體擋土墻的局部透視圖。
圖2表示本發(fā)明中構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊的透視圖。
圖3表示本發(fā)明中構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用夾桿的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖4表示如圖3所示夾桿的另一個(gè)的實(shí)施例的透視圖。
圖5表示構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖6表示構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖7表示構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖8表示本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思。
圖9和圖10表示砌塊另外的實(shí)施例的橫截面圖，其中砌塊具有對(duì)本發(fā)明有益的孔道。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明現(xiàn)在參照附圖，對(duì)本發(fā)明做更加詳細(xì)的說明，其中，相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記。圖1是本發(fā)明中機(jī)械穩(wěn)定的土體擋土墻10的透視圖。擋土墻10包括多塊相互疊置、相互連接的砌塊12，砌塊中容納著與加強(qiáng)板16相嚙合的連接件或夾桿14。如下文所描述的那樣，夾桿14延伸穿過砌塊12中成一直線的孔道。加強(qiáng)板16以選定的垂直間距在擋土墻10中橫向延伸入回填物18中。加強(qiáng)板16與回填物18相嚙合。夾桿14將作用于加強(qiáng)板16上的拉伸荷載傳遞到擋土墻10。
擋土墻10包括至少兩層22、24砌塊12。兩層加強(qiáng)板16從擋土墻10中橫向延伸。砌塊12形成擋土墻10的一個(gè)正面24。每一層22、24中的砌塊12都并排放置以形成延長(zhǎng)的擋土墻10。土、碎石或其他的回填材料18置于擋土墻10的內(nèi)側(cè)26。
參照?qǐng)D2所示的透視圖，每一塊砌塊12都具有相對(duì)的墻體側(cè)面40、42，相對(duì)的前表面44和后表面46及相對(duì)的頂面和底面48、50。砌塊12在兩相對(duì)側(cè)面40、42之間形成延伸的孔道52。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，孔道52的橫截面形狀呈三角形。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，三角形的孔道52基本上為等邊三角形?？椎?2開有一個(gè)狹槽54，狹槽從孔道橫向延伸到砌塊12的后表面46。狹槽54最好在后表面46上形成正對(duì)著的錐形邊緣55。如實(shí)施例所描述的那樣，孔道52具有一個(gè)基本上平行于前表面44的底壁56。在這個(gè)實(shí)施例中，狹槽54最好在孔道的頂點(diǎn)或接近孔道的頂點(diǎn)上開口。為了下文所述的目的，孔道52具有一對(duì)支承表面58、60。狹槽54的開口最好在兩個(gè)支承表面58、60之間。
砌塊12優(yōu)選使用預(yù)制混凝土。對(duì)于土體擋土墻常規(guī)使用的砌塊或板塊，砌塊12在圖示的實(shí)施例中包括相配一致的頂面和底面48、50。在圖示的實(shí)施例中，頂面具有一個(gè)凸部64和一個(gè)凹部66。相對(duì)的底面50同樣地具有一個(gè)凹部68和一個(gè)延伸部70。頂面48上的凹部66與底面50上的延伸部70相對(duì)。凸部64與凹部68相對(duì)。當(dāng)砌塊12疊放成兩層22、24時(shí)，位于低層24的砌塊的凹部66接納位于上一層22的砌塊12各自的延伸部70。同樣地，位于低層24的凸部64嵌入位于上一層22的砌塊各自的凹部68。這樣，豎直相鄰的兩層22、24上的砌塊12相配地嚙合。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的夾桿14的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。夾桿14由砌塊12的孔道52所容納，如下文的論述，夾桿14將拉伸荷載從加強(qiáng)板16傳到擋土墻10上。如截面圖示，夾桿14具有與容納它的孔道52相一致的三角形的形狀。兩個(gè)表面71、73與砌塊12的支承表面58、60相一致。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，夾桿14為等邊三角形以易于安裝在孔道52中。在這個(gè)實(shí)施例中，安裝過程中不需要對(duì)夾桿14的方向進(jìn)行評(píng)定，從而節(jié)省了時(shí)間。夾桿14具有三個(gè)頂端72、74和76。在圖示的實(shí)施例中，頂端72、74和76的端部為圓角。例如，一個(gè)實(shí)施例中的夾桿14長(zhǎng)度為12英寸，其大約為1.5英寸的三個(gè)等邊稍微進(jìn)行縮短以將頂端的直徑調(diào)節(jié)為0.1094英寸。在一個(gè)實(shí)施例中，夾桿14的外表面具有通常的紋理79，如隔開的溝和脊、交叉影線、表面粗糙的突出物和凹進(jìn)部分等等，其目的將在下文論述。夾桿14最好是由高強(qiáng)度的柔性材料制成，如橡膠或塑料例如柔性PVC。
圖4為連接桿80另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。在這個(gè)實(shí)施例中，連接桿80具有一個(gè)沿縱軸在兩相對(duì)末端84、86之間延伸的空腔82。在圖示實(shí)施例中，空腔82的橫截面形狀與連接桿80的橫截面形狀一致。
圖5表示構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊100的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。砌塊100具有在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道102，它類似于圖2所示的砌塊12中的孔道52。孔道102具有支承表面104、106?？椎?02開有一條從支承表面之間的缺口處延伸的狹槽108。狹槽108由從各自的過渡區(qū)域116、118延伸到后表面120的兩個(gè)相對(duì)表面112、114所形成。過渡區(qū)域116、118最好為圓角的表面。在圖示實(shí)施例中，表面112相對(duì)于表面114呈一個(gè)傾斜的角度向外延伸。在砌塊表面104和112之間形成的過渡區(qū)域116與在表面106和114之間的形成過渡區(qū)域118相比，前者相對(duì)于后表面120來說要深一些。這樣在孔道102中形成了一條相對(duì)于狹槽108的表面112、114有一偏移量的橫向中心線121。表面112、114在砌塊后表面120上形成有錐形的或圓角的邊緣122、124。過渡區(qū)域的錐形邊緣116、118及邊緣122、124為加強(qiáng)板16提供一個(gè)平滑的過渡區(qū)，加強(qiáng)板從砌塊100的孔道102和橫向狹槽108延伸。為便于制造，孔道102的內(nèi)部轉(zhuǎn)角邊緣最好成圓角。
圖6表示構(gòu)筑如圖1所示土體擋土墻所用砌塊130的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。砌塊130具有在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道132，它類似于圖2所示的砌塊12中的孔道52。孔道132具有支承表面134、136。孔道132開有一條從支承表面134、136之間的缺口140處延伸的狹槽138。狹槽138由從各自的過渡區(qū)域148、150延伸到后表面151的兩個(gè)相對(duì)表面142、144所形成。過渡區(qū)域148、150最好為圓角的表面。在圖示實(shí)施例中，表面142平行于表面144并且距橫向中心線147具有相等的偏移量。過渡區(qū)域148和150相對(duì)于后表面151具有相同的深度。表面142、144在砌塊的后表面151上形成錐形的或圓角的邊緣152、154。過渡區(qū)域148、150的錐形邊緣及邊緣152、154為加強(qiáng)板16提供一個(gè)平滑的過渡區(qū)，加強(qiáng)板從砌塊130的孔道132和橫向狹槽138橫向延伸。為便于制造，孔道132的內(nèi)部轉(zhuǎn)角邊緣最好成圓角。
圖7表示構(gòu)筑如圖1所示的土體擋土墻所用砌塊160的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。砌塊160具有在砌塊的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道162，它類似于圖2所示的砌塊12中的孔道52?？椎?62具有支承表面164、166?？椎?62開有一條從支承表面164、166之間的缺口170處延伸的狹槽168。狹槽168由從各自的過渡區(qū)域176、178延伸到后表面180的兩個(gè)相對(duì)表面172、174所形成。過渡區(qū)域176、178最好為圓角的表面。在圖示實(shí)施例中，表面172平行于表面174。在砌塊160表面164和172之間形成的過渡區(qū)域176與在表面166和174之間形成的過渡區(qū)域相比，前者相對(duì)于后表面180來說要深一些?？椎?62的橫向中心線181朝表面174偏移。表面164、166在砌塊的后表面180上形成錐形的或圓角的邊緣182、184。過渡區(qū)域176、178的錐形邊緣及邊緣182、184為加強(qiáng)板16提供一個(gè)平滑的過渡區(qū)，加強(qiáng)板從砌塊160中的孔道162和橫向狹槽168橫向延伸。
本發(fā)明提供了一種自鎖夾桿14，該夾桿將橫向延伸的合成加強(qiáng)板16與由許多疊置且咬合連接的砌塊12所構(gòu)筑成的土體擋土墻10進(jìn)行固定。在優(yōu)選的實(shí)施例中，加強(qiáng)板16在夾桿14的橫截面中心線上從砌塊做橫向延伸。夾桿14的頂端支承地嵌入位于兩相對(duì)的支承表面之間的開口內(nèi)。不與中心線排列成一條直線的加強(qiáng)板16易造成連接的夾桿扭曲，因此不是優(yōu)選的。優(yōu)選的是，由夾桿14與孔道的支承表面之間的摩擦所產(chǎn)生的法向應(yīng)力相等。
參照附圖8，以下將描述機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻設(shè)計(jì)，其中P表示加強(qiáng)板16的拔出荷載，它等于夾桿14與砌塊12的支承表面58、60之間的摩擦阻力。
N表示支承表面58、60和夾桿14之間的標(biāo)準(zhǔn)荷載。
α表示標(biāo)準(zhǔn)荷載N與加強(qiáng)板16的垂線所成的角度。
Φ表示加強(qiáng)板16與夾桿14之間平的接觸面上的摩擦角。該摩擦角控制著本發(fā)明裝置的自鎖特性。
本發(fā)明可用以下的方程式來描述P＝2Nsinα(式1)松動(dòng)的最高拔出阻力由加強(qiáng)板16和孔道支承表面58、60之間以及加強(qiáng)板16和夾桿之間的摩擦荷載表示。因此，加強(qiáng)板上的拉伸荷載由四個(gè)表面上的摩擦荷載來抵抗。這可用以下方程式來表示P＝4NtanΦ(式2)合并方程式1和2可得2Nsinα＝4NtanΦ(式3)sinα＝2NtanΦ (式4)通常，角度Φ的值高一些能增加夾桿14的自鎖能力。
例如，假設(shè)α等于30°。為了使用夾桿14將加強(qiáng)板16在砌塊中完全鎖定，Φ≥arc tan(sin30°/2)，或arc tan(0.5/2)。
因此，Φ≥14°。
這表示夾桿14與加強(qiáng)板16之間的摩擦角Φ很可能要大于14°，因此獲得了本發(fā)明的自鎖拔出阻力。當(dāng)發(fā)生滑動(dòng)故障時(shí)，可將角度α減小，這樣一個(gè)較小的Φ值即可滿足利用夾桿14將加強(qiáng)板16自鎖固定到與砌塊12上的需要。
參照?qǐng)D1，機(jī)械穩(wěn)定的土體擋土墻10由成層22、24放置的多塊砌塊12裝配而成。加強(qiáng)板16包住其中一根夾桿14。由加強(qiáng)板包著的夾桿滑動(dòng)地嵌入到某一層砌塊12的排成一條直線的孔道52中。加強(qiáng)板滑移穿過狹槽54并沿形成擋土墻10的砌塊12的后表面46橫向延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，加強(qiáng)板16的一側(cè)包住夾桿14，這樣側(cè)邊可穿過狹槽而向砌塊外部延伸?；靥钗?8覆蓋了橫向延伸的加強(qiáng)板16。加強(qiáng)板16上的拉伸荷載推動(dòng)夾桿14楔進(jìn)孔道52的支承表面間的開口里。這樣將加強(qiáng)板16與夾桿14一起鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 利用與加強(qiáng)板16相嚙合的連接桿14在墻里以設(shè)定的豎向間距放置另外一層砌塊12。回填物18澆注到橫向延伸的加強(qiáng)板16上以使加在夾桿14上的荷載加載到與砌塊的支承表面相接合的支承表面。夾桿14將加強(qiáng)板16上的拉伸荷載分配到砌塊12上。連續(xù)地建造擋土墻直到將恰當(dāng)?shù)膶訑?shù)的砌塊與加強(qiáng)板相互連接直到達(dá)到擋土墻的設(shè)計(jì)高度為止。
同樣地，砌塊100、130和160有益地用于如上文所述的機(jī)械穩(wěn)定的擋土墻10中。分別在砌塊100、130和160中的支承表面104、106及134、136及164、166與夾桿14的支承表面71、73相嚙合，從而將通過加強(qiáng)板16傳遞來的回填物18的拉伸荷載進(jìn)行分布，而與墻10中的砌塊12主體的法向應(yīng)力無關(guān)。
孔道52具有一對(duì)支承表面58、60，這對(duì)支承表面與由夾桿14各自的支承表面71、73所支承的加強(qiáng)板16的一部分直接支承接觸。圖9和圖10表示砌塊212、214另外的實(shí)施例。砌塊212、214的孔道52a和52b具有非線性形狀，通常分別如橫截面圖中的216、218?？椎?2a和52b接納與孔道橫截面形狀充分相配的夾桿220、222。這為加強(qiáng)板16與穿過與狹槽54a、54b相對(duì)的孔道表面的夾桿之間提供附加的表面摩擦接觸。然而，特別地，夾桿220、222的支承表面與孔道的支承表面充分相配。各自的支承表面的平面部分58a、58b、60a、60b有相對(duì)平滑的紋理(即此處沒有末端突出物)比如通常見到的常規(guī)澆筑的水泥砌塊。
因此，可以看出這里所公開的本發(fā)明，提供了一種帶有固定的加強(qiáng)板的機(jī)械穩(wěn)定的土體擋土墻，而與形成墻的砌塊的法向應(yīng)力荷載無關(guān)，還提供了實(shí)施本發(fā)明所用的方法、能疊置的砌塊、夾桿，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)這些都是有用的，因此支承表面由夾桿傳遞來的拉伸荷載，覆蓋有回填物的加強(qiáng)板使夾桿壓緊支承表面。
當(dāng)特別參照優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)描述后，實(shí)施本發(fā)明的原理和操作方式已在前述說明書中作了描述。本發(fā)明不得解釋成局限于所披露的特定形式，因?yàn)檫@些形式應(yīng)被看作是例證性的而不是限制性的。此外，在不脫離如下述權(quán)利要求所描述的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可進(jìn)行改型、變型和變化。
權(quán)利要求
1.一種土體擋土墻，包括至少兩層疊置的一起放置的砌塊，每一塊砌塊都具有在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間延伸的孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面和一個(gè)在支承表面之間的開口，該開口朝著向砌塊外部橫向延伸的狹槽；延長(zhǎng)夾桿，其橫截面形狀至少相對(duì)于孔道的一對(duì)相鄰表面是一致的，通過使夾桿的一個(gè)頂端鄰接朝著狹槽的孔道開口，從而使夾桿嵌合在孔道中；及加強(qiáng)板，其包住夾桿且穿過砌塊的狹槽橫向延伸，夾桿被加強(qiáng)板的一部分包住并通過使加強(qiáng)板穿過狹槽且遠(yuǎn)離砌塊做橫向延伸從而使其嵌合在孔道中，覆蓋加強(qiáng)板的回填物使夾桿負(fù)載，夾桿與孔道支承表面機(jī)械地嚙合并將拉伸荷載分布在砌塊上。
2.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中孔道具有三角形的橫截面形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的土體擋土墻，其中夾桿具有三角形的橫截面形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的土體擋土墻，其中夾桿具有一個(gè)沿其縱軸延伸的第二孔道。
5.如權(quán)利要求3所述的土體擋土墻，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
6.如權(quán)利要求3所述的土體擋土墻，其中狹槽開口在孔道的一個(gè)頂端。
7.如權(quán)利要求3所述的土體擋土墻，其中夾桿具有粗糙的外表面。
8.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中孔道和夾桿具有等邊三角形的橫截面形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的土體擋土墻，其中夾桿具有一個(gè)沿其縱軸延伸的第二孔道。
10.如權(quán)利要求8所述的土體擋土墻，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
11.如權(quán)利要求8所述的土體擋土墻，其中狹槽開口在孔道的一個(gè)頂端。
12.如權(quán)利要求8所述的土體擋土墻，其中夾桿具有粗糙的外表面。
13.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
14.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中砌塊中具有孔道，從而使孔道的底部表面基本上平行于砌塊后表面的平面。
15.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中狹槽開口在孔道的一個(gè)頂端。
16.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中夾桿具有粗糙的外表面。
17.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中砌塊相對(duì)的上層表面和下層表面具有相對(duì)的匹配表面以使相鄰層的砌塊之間產(chǎn)生自鎖。
18.如權(quán)利要求1所述的土體擋土墻，其中夾桿具有一個(gè)沿其縱軸延伸的第二孔道。
19.一種土體擋土墻，包括至少兩層疊置的一起放置的砌塊，每一塊砌塊都具有在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間延伸的橫截面形狀呈三角形的孔道，孔道開有一個(gè)從孔道中橫向延伸到砌塊的外部的狹槽；延長(zhǎng)夾桿，橫截面形狀呈三角形且相匹配地嵌入到孔道中，夾桿的一個(gè)頂端與孔道對(duì)著狹槽的開口鄰接；及加強(qiáng)板，其包住夾桿且穿過狹槽并在砌塊層中橫向延伸，夾桿被加強(qiáng)板的一部分包住，加強(qiáng)板穿過墻的狹槽橫向延伸，夾桿承受覆蓋的回填物產(chǎn)生的荷載，夾桿與孔道支承表面機(jī)械地嚙合并將拉伸荷載分布在砌塊上。
20.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中夾桿具有一個(gè)沿其縱軸延伸的第二孔道。
21.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
22.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中狹槽開口在孔道的一個(gè)頂端。
23.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中夾桿具有粗糙的外表面。
24.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中夾桿具有等邊三角形的橫截面形狀。
25.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
26.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中砌塊中具有孔道，孔道的底部表面基本上平行于砌塊后表面的平面。
27.如權(quán)利要求19所述的土體擋土墻，其中砌塊相對(duì)的上層表面和下層表面具有相對(duì)的匹配表面以使相鄰層的砌塊之間產(chǎn)生自鎖。
28.一種構(gòu)筑土體擋土墻的方法，包括以下步驟(a)疊置至少兩層砌塊以形成擋土墻的長(zhǎng)度，每一塊砌塊具有一個(gè)在相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面且支承表面之間的孔道開口對(duì)著一個(gè)從孔道向砌塊外部中橫向延伸的狹槽；(b)將加強(qiáng)板的端部包在夾桿上，夾桿的橫截面形狀至少相對(duì)于孔道上的一對(duì)相鄰支承表面一致；(c)將用加強(qiáng)板包著的夾桿沿孔道滑動(dòng)，使加強(qiáng)板的橫向延伸部分滑動(dòng)地嵌入到狹槽中，并將擋土墻的加強(qiáng)板橫向延伸；及(d)通過回填物對(duì)擋土墻的加強(qiáng)板橫向部分進(jìn)行覆蓋，由加強(qiáng)板包著的夾桿承受著覆蓋在加強(qiáng)板橫向延伸部位的上回填物所產(chǎn)生的荷載，夾桿機(jī)械地嚙合于孔道的兩個(gè)支承表面，這樣連接桿上的拉伸荷載就穿過砌塊進(jìn)行分布。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括以下步驟提供每一塊砌塊使其相對(duì)的上層表面和下層表面具有匹配嚙合特性，以使相鄰層的砌塊之間產(chǎn)生自鎖。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中加強(qiáng)板的第一個(gè)末端邊緣鄰接連接夾桿的一個(gè)頂端。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括以下步驟為夾桿提供一個(gè)粗糙的外表面。
32.一種構(gòu)筑土體擋土墻的方法，包括以下步驟(a)疊置放置至少兩層砌塊以形成擋土墻的長(zhǎng)度，每一塊砌塊具有一個(gè)在砌塊相對(duì)側(cè)面之間延伸的橫截面形狀為三角形的孔道，孔道具有一對(duì)支承表面且孔道在這一對(duì)支承表面之間的開口對(duì)著一個(gè)從孔道向砌塊外部橫向延伸的狹槽；(b)將加強(qiáng)板的端部包在橫截面形狀為三角形的夾桿上；(c)將用加強(qiáng)板包著的夾桿沿孔道滑動(dòng)，使加強(qiáng)板的橫向延伸部分滑動(dòng)地嵌入到狹槽中，并沿?fù)跬翂M向延伸；及(d)通過回填物對(duì)擋土墻的加強(qiáng)板橫向部分進(jìn)行覆蓋，承受著回填物所產(chǎn)生的荷載的加強(qiáng)板將夾桿包住，夾桿機(jī)械地嚙合于孔道的兩個(gè)支承表面，這樣拉伸荷載就穿過砌塊進(jìn)行分布。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，還包括以下步驟提供每一塊砌塊使其相對(duì)的上層表面和下層表面具有匹配嚙合特性，以使相鄰層的砌塊之間產(chǎn)生自鎖。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其中加強(qiáng)板的第一個(gè)末端邊緣鄰接夾桿前端的一個(gè)頂端。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，還包括以下步驟為夾桿提供一個(gè)粗糙的外表面。
36.一種用來夾緊擋土墻的橫向延伸的加強(qiáng)板的連接件，擋土墻由多層疊置的砌塊所構(gòu)成，其中每一塊砌塊都具有從砌塊的一個(gè)側(cè)面向相對(duì)側(cè)面延伸的一條孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面以及位于支承表面之間對(duì)著狹槽的一開口，狹槽從孔道向砌塊的外表面延伸以接納加強(qiáng)板的一部分，連接件包括延伸構(gòu)件，延伸構(gòu)件的橫截面形狀至少相對(duì)于在砌塊中延伸的孔道里的那對(duì)相鄰支承表面的形狀相一致，延伸構(gòu)件被穿過砌塊狹槽橫向延伸且被回填物所覆蓋的加強(qiáng)板的一部分包住，通過使構(gòu)件壓緊孔道支承表面，從而將加強(qiáng)板夾緊在砌塊中，從而使作用于加強(qiáng)板的拉伸荷載傳遞到砌塊上。
37.如權(quán)利要求36所述的連接件，其中構(gòu)件的橫截面形狀為三角形。
38.如權(quán)利要求37所述的連接件，其中構(gòu)件的橫截面形狀為等邊三角形。
39.如權(quán)利要求37所述的連接件，其中構(gòu)件具有沿其縱軸從一個(gè)側(cè)面向相對(duì)的側(cè)面延伸的孔道。
40.如權(quán)利要求39所述的連接件，其中構(gòu)件中孔道的橫截面形狀與構(gòu)件的橫截面形狀相一致。
41.如權(quán)利要求37所述的連接件，其中構(gòu)件具有粗糙的外表面。
42.如權(quán)利要求36所述的連接件，其中構(gòu)件具有沿其縱軸從一個(gè)側(cè)面向相對(duì)的側(cè)面延伸的孔道。
43.如權(quán)利要求42所述的連接件，其中構(gòu)件中孔道的橫截面形狀與構(gòu)件的橫截面形狀相一致。
44.如權(quán)利要求36所述的連接件，其中構(gòu)件具有粗糙的外表面。
45.一種用來夾緊擋土墻的橫向延伸的加強(qiáng)板的連接件，由多層疊置的砌塊所構(gòu)成，其中每一塊砌塊都具有從砌塊的一個(gè)側(cè)面向相對(duì)側(cè)面延伸的一條橫截面形狀為三角形的孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面以及在支承表面的共用頂端處形成對(duì)著狹槽的開口，狹槽從孔道向砌塊的外部延伸以接納加強(qiáng)板的一部分，連接件包括延伸構(gòu)件，具有三角形的橫截面形狀，從而一致地接納在穿過砌塊延伸的孔道中，延伸構(gòu)件被穿過砌塊狹槽橫向延伸且被回填物所覆蓋的加強(qiáng)板的一部分包住，通過使構(gòu)件部分壓緊孔道支承表面，從而將加強(qiáng)板夾緊在砌塊中，從而使作用于加強(qiáng)板的拉伸荷載傳遞到砌塊上。
46.如權(quán)利要求45所述的連接件，其中構(gòu)件的橫截面形狀為等邊三角形。
47.如權(quán)利要求45所述的連接件，其中構(gòu)件具有沿其縱軸從一個(gè)側(cè)面向相對(duì)的側(cè)面延伸的孔道。
48.如權(quán)利要求47所述的連接件，其中構(gòu)件中孔道的橫截面形狀與構(gòu)件的橫截面形狀相一致。
49.如權(quán)利要求45所述的連接件，其中構(gòu)件具有粗糙的外表面。
50.一種構(gòu)筑土體擋土墻的砌塊，土體擋土墻由疊置的許多層砌塊組成，該砌塊包括由兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面、一個(gè)頂面和一個(gè)相對(duì)的底面、一個(gè)前表面和一個(gè)相對(duì)的后表面所構(gòu)成的主體，主體中具有在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的孔道，用于在其中接納夾桿，孔道中具有與夾桿表面相嚙合的至少兩個(gè)相鄰的支承表面和一個(gè)位于支承表面間的對(duì)著狹槽的開口，狹槽從孔道延伸至砌塊的外表面用以接納加強(qiáng)板的一部分，由此，砌塊接納由穿過狹槽沿砌塊橫向延伸的加強(qiáng)板的一部分包住的夾桿，砌塊承受由正對(duì)砌塊支承表面的夾桿所傳遞的來自加強(qiáng)板上覆蓋的回填物所產(chǎn)生的拉伸荷載。
51.如權(quán)利要求50所述的砌塊，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
52.如權(quán)利要求50所述的砌塊，其中狹槽開口在孔道的一個(gè)頂端。
53.如權(quán)利要求50所述的砌塊，其中孔道具有三角形的橫截面形狀。
54.如權(quán)利要求50所述的砌塊，其中形狀為等邊形。
55.一種構(gòu)筑土體擋土墻的砌塊，土體擋土墻由疊置的許多層砌塊組成，該砌塊包括由兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面、一個(gè)頂面和一個(gè)相對(duì)的底面、一個(gè)前表面和一個(gè)相對(duì)的后表面所構(gòu)成的主體，主體中具有在兩個(gè)相對(duì)側(cè)面之間延伸的橫截面形狀為三角形的孔道用于在其中接納夾桿，夾桿的形狀與孔道的形狀相一致，孔道中具有與夾桿表面相嚙合的兩個(gè)支承表面和一個(gè)位于支承表面間的對(duì)著狹槽的開口，狹槽從孔道中延伸至砌塊的外表面并用以接納加強(qiáng)板的一部分，由此，砌塊接納由穿過狹槽沿砌塊橫向延伸的加強(qiáng)板的一部分包住的夾桿，砌塊承受由正對(duì)砌塊支承表面的夾桿所傳遞的來自加強(qiáng)板上覆蓋的回填物所產(chǎn)生的拉伸荷載。
56.如權(quán)利要求55所述的砌塊，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
57.如權(quán)利要求55所述的砌塊，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
58.如權(quán)利要求55所述的砌塊，其中砌塊后表面上的狹槽在狹槽與后表面之間具有彎曲的錐形邊緣表面。
全文摘要
機(jī)械穩(wěn)定的土體擋土墻，具有疊置的至少兩層砌塊。每一塊砌塊都具有在兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間延伸的孔道，孔道具有至少兩個(gè)相鄰的支承表面和一個(gè)在支承表面之間的開口，該開口朝著向砌塊外部橫向延伸的狹槽。延長(zhǎng)夾桿，其橫截面形狀至少相對(duì)于孔道的一對(duì)相鄰表面是一致的，夾桿嵌合在孔道中。加強(qiáng)板包住延長(zhǎng)夾桿且穿過砌塊的狹槽橫向延伸。夾桿與孔道支承表面機(jī)械地嚙合并將覆蓋在加強(qiáng)板上的回填物所生產(chǎn)的拉伸荷載分布在砌塊上。同時(shí)也公開了機(jī)械穩(wěn)定土體擋土墻的構(gòu)筑方法以及用于上述方法和墻體的夾桿及砌塊。
文檔編號(hào)E02D29/02GK1419019SQ0114258
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月25日
發(fā)明者約翰M·斯凱爾斯, 袁則宏 申請(qǐng)人:約翰M·斯凱爾斯, 袁則宏