[實(shí)用新型]一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極和加固裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220542070.6
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN202945589U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗雨;余飛;陳善雄;呂加賀;王橋
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于軟土加固技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極和加固裝置。

背景技術(shù)

我國幅員遼闊，工程地質(zhì)情況十分復(fù)雜，其中沿海、江、河、湖相沉積的軟土作為不良工程地質(zhì)體，普遍存在。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的快速推進(jìn)，大量的鐵路、公路、機(jī)場和房屋需修建在軟土地基之上，但由于軟土自身的承載能力低，壓縮性大，極易引起過大的基礎(chǔ)變形和建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。因此，必須對軟土地基進(jìn)行處理，以保證工程建設(shè)的安全穩(wěn)定。

軟土電化學(xué)膠結(jié)成樁加固法，是基于土體膠結(jié)成分的提高會(huì)引起其力學(xué)性質(zhì)的明顯改善這一認(rèn)識(shí)，而提出的一種人工膠結(jié)樁加固法，即將金屬電極插入軟土中，并施以直流電，電極在直流電的作用下發(fā)生電解、水解、氧化和脫水反應(yīng)后形成膠結(jié)物，以達(dá)到加固軟土的目的。該方法不需要添加水泥、砂等建筑材料，不需要大型施工機(jī)械，無粉塵、噪音污染，且對加固區(qū)域環(huán)境無擾動(dòng)，是一種無污染的環(huán)保型地基處理方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前該方法還未在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用，其中一個(gè)重要的原因是電化學(xué)人工膠結(jié)樁的成樁半徑較小，很難滿足實(shí)際工程的需求。已有的研究和試驗(yàn)成果表明，通常采用的鐵質(zhì)電極經(jīng)過電解后與土體反應(yīng)，在電極周圍形成強(qiáng)度高、質(zhì)地硬的膠結(jié)土層～膠結(jié)樁，其樁徑一般為單根電極直徑的6～8倍。在軟土地基加固的實(shí)際工程中，雖然采用直徑較大的電極也可擴(kuò)大膠結(jié)樁的樁徑，但由于受到金屬電極鈍化作用的影響，電極的實(shí)際電解厚度是很有限的，大直徑電極的主體并未電解，使得電化學(xué)膠結(jié)樁對地基承載力的貢獻(xiàn)還不如未電解完的金屬電極，這樣不僅造成建筑材料的浪費(fèi)，而且也使得電化學(xué)加固軟土失去了其原有的意義。而采用較小直徑的電極，其膠結(jié)樁的半徑有限，加固后樁～土復(fù)合地基很難達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求。經(jīng)檢索中國專利(專利申請?zhí)枺?00710052637.5，實(shí)用新型專利名稱：電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗(yàn)裝置)公開了一種電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗(yàn)裝置，中國專利(專利申請?zhí)枺?00810048489，實(shí)用新型專利名稱：軟巖的電化學(xué)加固方法)公開了一種軟巖的電化學(xué)加固方法，這兩個(gè)專利都是采用單根鐵棒作為電極，均存在膠結(jié)樁徑較小的問題。

軟土電化學(xué)成樁加固的過程中，影響金屬電極周圍膠結(jié)土層范圍大小的一個(gè)主要因素是電極的比表面積。因此，從增大電極的比表面積考慮，探索合理的電極型式和布置方式，對于擴(kuò)大軟土電化學(xué)膠結(jié)土層的范圍，提高加固后軟土復(fù)合地基的整體承載能力具有重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用單根鐵棒作為電極導(dǎo)致膠結(jié)樁徑較小的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，用于放置于軟土地基加固區(qū)域內(nèi)，所述圓筒式復(fù)合電極包括金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個(gè)正、負(fù)電極對；使用時(shí)，所述金屬圓筒的電極通過電纜線與外部的電源連接，所述金屬棒的電極通過電纜線與外部的電源連接，采用正負(fù)極定時(shí)倒向方式給所述金屬圓筒和所述金屬棒通電后，軟土地基加固區(qū)域內(nèi)形成了膠結(jié)樁。

更進(jìn)一步地，所述金屬圓筒的半徑為100mm～200mm，金屬圓筒的壁厚為3mm～5mm，所述金屬棒的直徑為10mm～14mm。

本實(shí)用新型還提供了一種用于軟土電化學(xué)加固的加固裝置，所述加固裝置包括N個(gè)按等間距排列的圓筒式復(fù)合電極；N為大于等于2的正整數(shù)；每一個(gè)圓筒式復(fù)合電極包括：金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個(gè)正、負(fù)電極對；N個(gè)金屬圓筒的電極均通過電纜線串連，N個(gè)金屬棒的電極均通過電纜線串連。

更進(jìn)一步地，所述N個(gè)圓筒式復(fù)合電極排列的間距為1.0m～2.0m。

本實(shí)用新型公開了一種軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，復(fù)合電極由金屬圓筒和單根金屬棒構(gòu)成，金屬棒布置于金屬圓筒的圓心處，兩者組合形成一個(gè)正、負(fù)電極對；加固區(qū)域內(nèi)的每個(gè)電極對按等間距進(jìn)行排列，所有金屬圓筒電極通過電纜線進(jìn)行串連，金屬棒電極同樣通過電纜線進(jìn)行串連；通過調(diào)整金屬圓筒的半徑，控制和調(diào)整電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。該方法簡單、操作方便、費(fèi)用低廉，為有效增大軟土電化學(xué)膠結(jié)樁成樁半徑、提高地基的整體承載能力提供了一條有效的途徑。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)示意圖；