[發(fā)明專利]長(zhǎng)短型陰極間隔布置的真空-電滲聯(lián)合加固軟土地基的處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310258299.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN103321208A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛禹;宓煒;王軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/11
• 分類號(hào): E02D3/11
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)短型陰極間隔布置的真空-電滲聯(lián)合加固軟土地基的處理系統(tǒng)，主要適用于軟土、超軟土地基或污泥的排水處理，屬于巖土工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自從二十世紀(jì)八十年代真空預(yù)壓技術(shù)的提出與應(yīng)用，經(jīng)過不斷的改進(jìn)與發(fā)展，真空預(yù)壓技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了無砂墊層技術(shù)、直排式真空預(yù)壓技術(shù)、長(zhǎng)短型板聯(lián)合真空預(yù)壓技術(shù)、密閉直抽分段式等工法。真空預(yù)壓在處理一般的低滲透性軟黏土?xí)r的效果尚可，但在處理滲透系數(shù)為10^-8cm/s甚至接近10^-9cm/s的土體時(shí)表現(xiàn)出了局限性，排水效果通常不明顯。

為了達(dá)到更好的處理土體的效果，后續(xù)又發(fā)展出了很多與其他方法聯(lián)合的新技術(shù)，如真空預(yù)壓聯(lián)合堆載法，真空預(yù)壓聯(lián)合強(qiáng)夯法，真空預(yù)壓聯(lián)合電滲法。由于真空預(yù)壓和電滲對(duì)土體有相似的加固機(jī)理，且電滲法不受土顆粒大小的影響，兩種方法在加載過程中都不會(huì)使土體產(chǎn)生剪切破壞。在早期土體含水量較大時(shí)，真空預(yù)壓的處理效果優(yōu)于電滲的處理效果，用真空預(yù)壓法能夠快速排出土中大部分的自由水，但隨著含水量的降低，處理效果明顯降低；在后期土體含水量較小時(shí)，電滲法的處理效果明顯要優(yōu)于真空預(yù)壓法，此時(shí)用電滲聯(lián)合真空預(yù)壓便能夠進(jìn)一步降低土體中的含水量。將真空預(yù)壓與電滲兩者相結(jié)合，便可改變傳統(tǒng)地基處理方式的局限性，達(dá)到有效加固土體的目的，最大程度上降低了地基處理的時(shí)間和成本，所以真空-電滲聯(lián)合法便成為了軟土地基處理中較為有效和前途的方法之一。

真空預(yù)壓聯(lián)合電滲加固軟土地基的作用效果體現(xiàn)在土體中電流和真空度的相互協(xié)作。一方面，在土體兩端施加直流電壓，土體中產(chǎn)生直流電場(chǎng)，在電流作用下，表面帶正電荷的水分子從陽(yáng)極向陰極移動(dòng)，并從陰極的排水路徑排出，從而達(dá)到使土體排水固結(jié)的效果；另一方面，通過抽真空設(shè)備給土體施加一定的真空度，土體在真空度的作用下，土體中的水被真空吸力吸入排水板并沿排水路徑排出，使土體排水固結(jié)。但現(xiàn)有真空預(yù)壓聯(lián)合電滲技術(shù)中插入土體的豎向塑料排水板與土中的鋼筋電極分離布置，且鋼筋都是同長(zhǎng)布置，或者采用鋼管外包反濾層作為復(fù)合陰極，但是電極和土體間的電阻過大，影響電滲效果。上述布置方式，在真空預(yù)壓作用下，淺層土體的排水效果較好，但在深層土體中由于井阻效應(yīng)及其淤泥對(duì)排水板的涂抹作用導(dǎo)致真空預(yù)壓在深層土體中的排水效果明顯下降，導(dǎo)致了深層土體不能得到有效加固；在電滲過程中，有效電勢(shì)隨著土體的深度的增加而不斷衰減，越往土層深處，有效電勢(shì)越低，土體處理效果越差，這便會(huì)導(dǎo)致土體最后處理效果的不均勻；且在真空預(yù)壓聯(lián)合電滲處理地基一段時(shí)間后，淺層土體優(yōu)先被排水固結(jié)，使得淺層土體的電阻升高，這將大幅降低土體中電流的強(qiáng)度，特別是原本強(qiáng)度就弱的深層土體中的電流，從而導(dǎo)致了深層土體不能得到有效處理。真空聯(lián)合電滲的處理效果隨著土體深度的增加而不斷下降，在塑料排水板附近、陽(yáng)極附近及淺層的土體可得到很好的加固，在離塑料排水板和鋼筋陽(yáng)極較遠(yuǎn)的區(qū)域，特別是深層區(qū)域，其處理效果不是很理想。這些是無論采用現(xiàn)有的任何一種真空預(yù)壓聯(lián)合電滲的布置方式都不能規(guī)避的問題。且在早期塑料排水板打設(shè)的過程中，在排水板未打設(shè)到硬土層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的回縮，以致不能達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的土體加固深度，現(xiàn)有的技術(shù)不能完全解決這一難題；在土體處理的后期，土體的變形會(huì)擠壓土中的塑料排水板使其發(fā)生嚴(yán)重變形，從而影響排水路徑的暢通性，最終導(dǎo)致排水效果的降低。

如果能對(duì)淺層土體和深層土體進(jìn)行均勻處理，在表層土體處理達(dá)到要求的同時(shí)，深層土體也能得到有效處理。另外，如能減小排水路徑的回縮現(xiàn)象，排水路徑能打設(shè)到達(dá)預(yù)計(jì)的深度且土體處理過程中排水路徑不會(huì)產(chǎn)生變形而影響排水效果，便可大幅度提高土體的處理效果。再者，還可通過大量的工程實(shí)踐與試驗(yàn)研究對(duì)真空預(yù)壓聯(lián)合電滲加固軟土地基的聯(lián)合最優(yōu)布置方法進(jìn)行探索研究，這將獲得對(duì)真空預(yù)壓聯(lián)合電滲作用機(jī)理的深入認(rèn)識(shí)，為實(shí)現(xiàn)工程科技人員更趨成熟的掌握真空預(yù)壓聯(lián)合電滲地基處理技術(shù)奠定一定的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)真空預(yù)壓聯(lián)合電滲方法中淺層土體和深層土體處理效果的不均勻性、塑料排水板由于回縮而不能到達(dá)預(yù)計(jì)的打設(shè)深度、在土體處理過程中塑料排水板在土體變形擠壓下發(fā)生嚴(yán)重變形而影響排水效果的缺陷，提供一種長(zhǎng)短型陰極間隔布置的真空-電滲聯(lián)合加固軟土地基的處理系統(tǒng)，使得淺層土體和深層土體進(jìn)行均勻處理，兼顧淺層土體硬殼層的形成與深層土體強(qiáng)度的提高，減小排水路徑的回縮現(xiàn)象，使排水路徑能打設(shè)到達(dá)預(yù)計(jì)的深度且土體處理過程中塑料排水板不會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生變形而影響排水效果，最終對(duì)土體達(dá)到較好的處理效果。

????為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：