抗压地下建筑的稳定结构 本发明涉及一种用来贮存加压流体如高压液体等等的抗压地下建筑的稳定结构。
贮存加压流体如高压气体，高压液体等等的抗压建筑已经采用了如压力箱等等的压力容器。而且，在城镇等地方，为了有效利用设置有耐压地下建筑的地表部分，保留景观，已经提出了在地下建造这样的抗压地下建筑的技术。
从另一方面来讲，将建在地下的抗压地下建筑设计成能承受高压的结构。例如，在一个压缩空气能量贮存系统中(下文简称“CAES系统”)旨在采用夜间发出的电能，这就要求贮存20～6个大气压的高压空气，在地下空穴中建造一个抗压地下建筑。
例举的CAES系统是一个由夜间发出地电能驱动压缩机来存储地下隧道中的高压气体即高压空气和在白天大多数电能损耗时由储存的高压空气驱动的汽轮机产生电能的系统，使用这种系统，不需要额外电能的回收，过量的电能贮存在城镇由泵输送到贮存的水电站如一个水坝等类似物内，这样就实现了电能的充分利用。
然而，抗压地下建筑建造在地下如地下空穴中将高压空气贮存在上述提到的CAES系统中，由贮存在内的加压流体的内压作用于外荷载。这种情况下，当周围的土壤相对疏松不能产生足够的土壤压力或水压作用于抗压地下建筑的周壁，抗压地下建筑内产生相对大的抗拉强度会引起裂缝等现象，这就很难牢固地保持抗压地下建筑的作用。
也有这样的可能性，抗压地下建筑承受压力的局部集中，这种压力的局部集中取决于周围土壤状况如不均匀性，不连续性，各向异性的变形，变形土壤压力，长期徐变等。因此，抗压地下建筑靠外壁不可能坚固地支撑周围土壤。
因此，本发明的一个目的就是提供一种用于抗压地下建筑的稳定结构，它可以坚固地支撑建造在地下的抗压地下建筑，从而起到防止裂缝等现象出现的作用而不用考虑土壤的状况。
根据本发明的一个方面，一种用在用来贮存加压流体的抗压地下建筑上的稳定结构包括填充在抗压地下建筑周围的重质泥。
在这种情况下，最好筛部件放置于填充在抗压地下建筑周围的重质泥和周围的土壤之间。
详细论述如下，重质泥可以是一种特殊比重的液体，该比重基本上等于或小于周围土壤的单位重量，重质泥也可以是一种其特征在普通温度和零度下在合帕斯卡定律的液体，贮存在地下建筑中的流体能保存在这个温度下。最好重质泥包括稳定的组成成分，这些成分能抵御沉降和长时间的分解，如水，膨润土、合成分散剂和重晶石的细微颗粒。
本发明中的抗压地下建筑包括钢筋混凝土管、预应力混凝土管、预制混凝土管、由铁管和混凝土组成的复合管等。
根据本发明的另一方面，一种用于抗压地下建筑的稳定结构包括填充在抗压地下建筑周围的具有较高比重的载流体。
以下将通过下文的详细描述和本发明实施例的附图对本发明有更全面的了解，上述描述并不是对本发明的限定而仅仅用来对本发明进行解释和理解。
附图如下：
图1是根据本发明的用在抗压地下建筑中的稳定结构的一个实施例的示意图，其中抗压地下建筑设在地穴中；
图2是图1沿II-II线剖开的横剖面图；
图3是根据本发明的用在抗压地下建筑中的稳定结构的另一个实施例二说明示意图，其中抗压地下建筑设在一个筒中；
图4是图3沿IV-IV线剖开的横剖面图。
本发明将根据优选的实施例对应附图进行详细论述。在以下的论述中，对大量特定细部进行描述目的是提供一个对本发明的全面解，然而对本领域普通技术人员来说不需要这些对细部的也能实施。在另外的例子中，没有对现有技术中的结构进行表述，它们已经隐含在本发明中了。
图1是由于抗压地下建筑中的稳定结构的一个实施例，它用来稳定抗压地下建筑，该建筑用来将作为加压流体的高压气体贮存在CAES系统中。
也就是说，CAES系统由圆筒形抗压地下建筑12构成，该地下建筑12在用现有的隧道挖掘技术在土壤10中开拓的隧道11内由段节或现场浇注混凝土等方法建成，动力供应系统13设置在抗压地下建筑12附近的地下空间21内，它包括一个压缩机和一个涡轮驱动发电机。使用这种CAES系统，由应用夜间产生的电能的压缩机产生的高压空气借助一个传送管14供给抗压地下建筑12并在20～60大气压范围下以高压状态贮存其中。在白天，能量损耗增大，贮存的高压空气释放出来驱动动力供应系统中的涡轮以产生电能，所以，夜间产生的过量的能量就能被有效地利用。
贮存高压空气和形成上述CAES系统中一部分的抗压地下建筑12通过填充在其周围的重质泥稳定起来。也就是说，开口在地面的隧道井15与开掘的隧道11连接。穿过隧道井15浇灌重质泥20，在隧道11的内周和抗压地下建筑的外周之间的间隙中就填满了重质泥20。进一步将重质泥20填充到隧道井15的上部，重质泥20的压头作用在抗压地下建筑12的外表面上以施加重质泥的压力。
在所述的实施例中使用的重质泥20由混合下列组份调制而成以便具有表格1中所示的接近2.00的特定比重。因此，周围填充着重质泥20的抗压地下建筑承受预先由大重质泥压力加在外表面的压力。这样，预应力就加到抗压地下建筑的段节中，因此，即使当贮存在抗压地下建筑12中的高压空气以高内压作用在其内周壁上时，由贮存的高压气体产生的拉应力会减少。还有，因为在隧道11的内周壁和抗压地下建筑12之间填充有重质泥20，相应于隧道内财壁上的反作用力在挖掘过程中松懈，产生出相应的压力，如此，通过在隧道11的内壁表面提供支撑力，周围的土壤被约束到土壤的最初压力，还有，由于重质泥20的流动性，由于不均匀性，不连续性，各向异性变形，变形土壤压力，长期徐变等情况引起的土壤变形可以减轻，由此均匀的预荷载可施加在抗压地下建筑12的外表面上而不受周围土壤状况的影响。
表格1
218升容积中具有特定比重2.00的重质泥组成成分的一个实例： 材料 重量 水 150kgf 膨润土 V1 12kgf Telpolymer L 0.45kgf Telnite B 0.30kgf 重晶石 273kgf
另一方面，图3是表示用于稳定CAES系统中的另一种抗压地下建筑的本发明所采用的第二个实施例的纵向剖面图，因此，在这个实施例中，在使用各种逆循环泥土型竖向挖掘机等开掘出来的井16的底部，通过连续灌注用预应力筋加固的混凝土圈建造出抗压地下建筑17，例如，用重质泥20替换具有普通特定比重的泥，这样，抗压地下建造17用重质泥20包裹住四周。这个实施例比先前的实施例较相似、利用重质泥20的作用，抗压地下建筑17被稳定起来。这样，抗压地下建筑17的深度和井16的挖掘深度可以减小到尽可能使抗压地下建筑17的造价最低。还有，在所述实施例中，在提供一个由加强纤维如碳纤维，玻璃纤维等做成的隔离筛18后，重质泥就填充到隔离筛18和抗压地下建筑17的外周壁之间的空间中以重质泥20替换掉普通泥土。因而，根据这个过程，在排出普通泥土而由重质泥20填充于井16的位置上，隔离筛18设在重质泥20和周围的土壤10之间。这样，周围的土壤10在隔离状况下用一个很长时间段从重质泥20中保留下来，另外，可防止地下水的渗漏，也就是说，重质泥20渗漏到周围土壤10去的现象也能防止。值得注意的是，在所述的实施例中，为防止由于浮力而使得建筑17易位，抗压地下建筑17由混凝土等牢固地固定在井16的底部，另外，隔离筛18也可应用到前面提到的实施例中。
尽管本发明是通过例举的实施例加以表示和描述的，但是本领域普通技术人员可理解到在不本发明的构思和范围的前提下对于前述的实施例有多种变化形式并可对其进行省略和增加的内容，因此，本发明并不能仅限于对上述实施例的理解而应包括在包含和等同于附加的权利要求所限定的技术主题的范围内的所有可能的实施例。
例如，当本发明论述将抗压地下建筑适用在CAES系统中贮存高压空气的场所时，根据本发明的抗压地下建筑的稳定结构并不限于但可应用到任何一个贮存加压流体的抗压地下建筑中，如L.P.G等等。
如上所述，根据本发明的用于抗压地下建筑的稳定结构，因为填充了具有较高特殊比重的重质泥，外部土壤和周围土壤状况的影响可以减轻，这样，抗压地下建筑可在地下稳固支撑，另外，通过作用于建筑外周壁上的外表压力，预应力用来抵抗加压流体产生的内压，因此，抗拉应力可减少以防止开裂等现象发生以稳固抗压地下建筑的作用。
另外，在填充的重质泥和外部土壤之间有用碳纤维，玻璃纤维等制成的的隔离筛，隔离筛可替换成薄的铁管。另一方面，象隔离筛一样，可采用防水层来覆盖隧道工程，这样，重质泥可长时间与弃土中的地下水相隔离，也因为这样，可较容易防止重质泥的渗漏。