[發(fā)明專利]可液化砂土地基加固裝置及加固方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710927163.8 | 申請日： | 2017-10-09 |
| 公開（公告）號： | CN107587499B | 公開（公告）日： | 2019-12-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 金煒楓;王鑫;鄧陳艷 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江科技學(xué)院 |
| 主分類號： | E02D3/11 | 分類號： | E02D3/11;E02D33/00 |
| 代理公司： | 33230 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙) | 代理人： | 付建中 |
| 地址： | 310023 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 液化 砂土 地基 加固 裝置 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種可液化砂土地基加固裝置及加固方法，加固裝置包括管、若干液化發(fā)生單元和加固效果監(jiān)測裝置；所述管為沿長度方向貫通中空的桿件；所述液化發(fā)生單元包含一個高壓電極和一個接地電極，兩個電極間有空隙，當(dāng)兩電極上施加電壓差時產(chǎn)生液電效應(yīng)從而引發(fā)沖擊波，在此沖擊波作用下液化發(fā)生單元附近砂土發(fā)生液化；所述液化發(fā)生單元沿管外側(cè)布置；所述加固效果監(jiān)測裝置包括電磁波發(fā)射天線和電磁波接收天線。本發(fā)明還公開了一種可液化砂土地基加固裝置的加固方法。本發(fā)明可以在豎直方向逐點(diǎn)精細(xì)控制液化的發(fā)生來加固可液化土體。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于巖土工程研究領(lǐng)域,尤其涉及一種可液化砂土地基加固裝置及加固方法。
背景技術(shù)
飽和松散砂土地基在地震荷載作用下會發(fā)生液化，宏觀上表現(xiàn)為土體中孔隙水壓力上升，同時土體固相的有效接觸應(yīng)力為零，這時土體性質(zhì)類似于流體并喪失抗剪強(qiáng)度。地震液化造成以下危害：例如房屋傾斜、地基沉降、地鐵隧道上浮、道路路基滑移等。若土體發(fā)生液化要求砂土是松散的，若砂土加密孔隙減少，則液化不會發(fā)生。因此現(xiàn)在常規(guī)的液化地基處理方式是減少砂土中的孔隙加大砂土的密實度，例如振沖加密、強(qiáng)夯加密、炸藥爆炸加密都是通過振動使松散砂土發(fā)生液化，在這個過程中砂顆粒間流體孔隙壓力上升，且流體排出砂顆粒間的孔隙，這樣砂顆粒間的孔隙減少密實度增加，經(jīng)過這樣處理后的地基在地震中不會發(fā)生液化。但是振沖加密、強(qiáng)夯加密、炸藥爆炸加密都難以在豎直方向逐點(diǎn)精細(xì)控制液化的發(fā)生來加固土體。
液電效應(yīng)是水中的電極間施加高壓脈沖，則在水中產(chǎn)生沖擊波，而液電效應(yīng)已在多個領(lǐng)域里得到廣泛應(yīng)用，例如液電效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊波應(yīng)用于液電電水錘加工和煤層致裂等。因此可以考慮用液電效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊波使砂土液化，液化過程中砂顆粒間的水排出從而加密砂土，從而完成可液化砂土地基的加固。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有裝置難以在豎直方向逐點(diǎn)精細(xì)控制液化的發(fā)生來加固可液化土體，本發(fā)明提供了一種可液化砂土地基加固裝置及加固方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種可液化砂土地基加固裝置，包括管、若干液化發(fā)生單元和加固效果監(jiān)測裝置；所述管為沿長度方向貫通中空的桿件且插入可液化砂土中；所述液化發(fā)生單元包含一個高壓電極和一個接地電極，兩個電極間有空隙，當(dāng)兩電極上施加電壓差時產(chǎn)生液電效應(yīng)從而引發(fā)沖擊波，在此沖擊波作用下液化發(fā)生單元附近砂土發(fā)生液化；所述液化發(fā)生單元沿管外側(cè)布置；所述加固效果監(jiān)測裝置包括電磁波發(fā)射天線和電磁波接收天線，所述電磁波發(fā)射天線固定在地基表面，所述電磁波接收天線沿管中空區(qū)域在豎直方向下放。
優(yōu)選的，所述高壓電極和接地電極都為環(huán)狀結(jié)構(gòu)且套在管外側(cè)；
優(yōu)選的，所述若干液化發(fā)生單元沿管外側(cè)均勻布置；
優(yōu)選的，所述管底端用透水石封閉，所述透水石為多孔材料且可以讓水通過但不讓砂顆粒通過；
優(yōu)選的，所述管為多孔材料且可以讓水通過但不讓砂顆粒通過。
一種可液化砂土地基加固裝置的加固方法，包括下述步驟：
步驟1：將液化發(fā)生單元布置在管側(cè)面，管底端用透水石封閉；
步驟2：將管插入可液化砂土地基；
步驟3：加固土體：液化發(fā)生單元中的電極之間施加電壓差產(chǎn)生液電效應(yīng)從而引發(fā)沖擊波，在此沖擊波作用下液化發(fā)生單元附近砂土發(fā)生液化，這時孔隙水壓力急劇上升，水經(jīng)由管側(cè)壁和底部透水石的孔隙進(jìn)入管的中空區(qū)域噴出地面，在上述過程中飽和土體孔隙中的水被排出，即土體中的孔隙減少，土體的密實度加大，從而加固了土體；
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