[發明專利]一種多功能電滲加固軟粘土設備及測試方法

在審

• 申請號: 201710223108.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106872524A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 唐小微;田志鋒;薛志佳
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N33/24
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 胡景波

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，涉及一種同時能夠進行軟粘土電滲排水加固研究與電滲注入鹽溶液加固軟粘土研究的試驗裝置以及該裝置的測試方法。

背景技術

電滲加固軟粘土分為電滲排水加固和電滲注入鹽溶液加固兩個方向。電滲排水法是在準備加固的土體中通入直流電，通過電場作用達到排水固結的效果。由于排水速率快且與粘粒粒徑無關，其固結的實質是在土體中產生了負孔隙水壓力，不會因為土體強度低而出現地基失穩的情況，所以在各種軟土的處理中越來越受到重視。電滲注入鹽溶液法加固軟粘土是向軟粘土中注入鹽溶液，鹽溶液中的離子在電場作用下產生定向移動，鹽溶液中的離子與軟粘土進行化學膠結進而提高軟粘土的強度。

電滲加固軟土涉及到電場，流場，溫度場以及電化學場的耦合，機理復雜多樣，性質不同的土樣在電滲中會產生化學性質差異較大的電極液，可能導致完全不同的電滲效果。

發明內容

為了克服以往的試驗設備無法同時測量電場，流場，以及溫度場的缺點，本發明提供了一種設備，使得室內試驗不僅能考慮電場作用下的電滲加固效果，而且能同時考慮電場、溫度場、流場在試驗過程中的變化，并且可以根據設備設置不同的邊界條件以滿足研究要求。通過此設備能夠更好針對電滲加固機理做進一步的研究。

本發明的技術方案如下：

一種多功能電滲加固軟粘土設備，由主體部分I和測量部分II構成：所述主體部分I包括試樣室、溶液室、電極、導管和蓋板；在試樣室的兩端設有溶液室，在溶液室和試樣室之間設有電極，通過隔板將溶液室與電極分隔開；所述溶液室包括陽極溶液室和陰極溶液室，在陰極溶液室的底部中心設有一排水孔，該排水孔與導管連接；

所述測量部分II包括電源、導線和電流表，通過導線將電極與電源連接，在電源與陰極電極之間連接電流表，在試樣室的側向面板上布置溫度測量孔，在溫度測量孔的上方布置電壓測量孔。

進一步的，在電壓測量孔和溫度測量孔中旋入寶塔接頭，通過寶塔接頭將傳感器或探針插入試樣。

進一步的，在電極與隔板之間還設有濾紙，以防止在試驗時有粘土顆粒滲出或者堵塞排水孔通道。

進一步的，在陰極溶液室的導管的下方還設有量筒。

進一步的，所述電極由鈦合金材料制成，分為陽極和陰極。

作為本發明一個優選的實施例，所述的陽極溶液室和陰極溶液室均由有機玻璃制成，尺寸為50mm×50mm×100mm。

優選的，在所述隔板上均布直徑為5mm的隔板排水孔。

優選的，所述試樣室尺寸為254mm×50mm×100mm。

優選的，所述溫度測量孔距試樣室底板20mm，直徑為10mm，間距50mm；所述電壓測量孔距試樣室底板45mm，直徑為6mm，共5個。

本發明另一個目的是請求保護上述多功能電滲加固軟粘土設備的測試方法，該方法包括以下步驟：

S1.在試樣室里裝入一定含水率的土樣，根據電滲加固試驗要求在陽極溶液室中設置相應液體；

S2.將溫度傳感器、探針的一端通過寶塔接頭分別插入試樣室中的試樣，溫度傳感器、探針的另一端連接與溫度采集、電壓采集的裝置連接；將陰極溶液室底部的排水孔下的導管連接到量筒中，接通電源，開始試驗；

S3.在試驗過程中記錄試樣中的電壓分布、電流、溫度及量筒中的出水量，根據測量結果對不同試驗條件下的電滲加固軟土的效果做出評估。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供了一種多功能電滲加固軟粘土設備，其能同時進行軟粘土電滲排水加固與電滲注入鹽溶液加固試驗。通過在陽極溶液室中設置不同的溶液條件以滿足不同土樣、不同電滲加固方法的研究要求。通過測量試樣的電勢分布，電流，以及試樣的溫度并采用控制變量法等，從而實現同時考慮多場變化的電滲加固的研究。該設備能夠更好地針對電滲加固機理做深入研究。

附圖說明：

圖1是本發明的俯視圖；

圖2是本發明的正視圖；

圖3是本發明的左視圖。

圖中：1、試樣室，2、陽極溶液室，3、陰極溶液室，4、隔板，5、陽極，6、陰極，7、排水孔，8、電壓測量孔，9、溫度測量孔，10、電源，11、導線，12、電流表，13、導管，14、量筒，15、寶塔接頭，16、隔板排水孔。

具體實施方式