[發明專利]一種新近吹填土快速結殼電滲電極及其使用方法

有效

• 申請號: 201711316911.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107905211B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周亞東;付繼宇;劉中憲;高坡;王余斌;余志明;衛蘇徽
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 張東浩

本發明屬于巖土工程領域，涉及一種新近吹填土快速結殼電滲電極及其使用方法，電滲電極包括陽極、陰極、集水管和排水管；陽極和陰極之間安裝有集水管，陰極上開設有透水孔，在通電條件下，新近吹填土內的水分通過透水孔進入集水管內，再通過伸入集水管內的排水管導出。使用方法包括制作電滲電極；壓入電滲電極；安裝真空泵；連接電路；接通電源，開始排水處理；地基表面硬殼層強度測量，停止排水。本發明的該電滲電極外接直流電源可以產生垂直電場，在直流電場的作用陽極附近土體含水率快速下降形成硬殼層，進而提高土體上部承載能力，為砂墊層鋪設、插板等機械化施工作業提供有利條件。該發明可大大縮短新近吹填土地基處理施工工期。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種新近吹填土快速結殼電滲電極及其使用方法。

背景技術

隨著沿海地區經濟建設的飛速發展，陸地資源緊缺，吹填造陸是緩解這一問題的有效途徑。大規模吹填造陸形成了含水量高、壓縮性大、強度低的軟土甚至超軟土地基。常見的軟土地基處理方法有真空預壓法、堆載預壓法、復合地基等。為方便機械作業，地基處理前期施工往往需要地基具有一定承載力。

新近吹填土地基含水率極高、承載力幾乎為零。一般需要經過多達2~3年的長時間晾曬，直到地基表面形成硬殼層，具有一定承載力才能進行砂墊層鋪設、插板等一系列地基處理施工，嚴重影響工期。因此，如何使新近吹填土地地基表面快速形成硬殼層是目前需要解決的技術問題。

土壤中的電滲現象最早由俄國學者Reuss于1809年發現。研究表明，土體中的水在直流電場作用下由陽極向陰極流動，陽極附近土體含水率快速下降。采用上下電極排布方式，所產生的垂直電場將有利于表層吹填土快速結殼，形成硬殼層。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種新近吹填土快速結殼電滲電極。本發明的該電滲電極外接直流電源可以產生垂直電場，在直流電場的作用陽極附近土體含水率快速下降形成硬殼層，進而提高土體上部承載能力，為砂墊層鋪設、插板等機械化施工作業提供有利條件。該發明可大大縮短新近吹填土地基處理施工工期。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新近吹填土快速結殼電滲電極，所述電滲電極包括陽極、陰極、集水管和排水管；所述陽極和陰極之間安裝有集水管，所述陰極上開設有透水孔，在通電條件下，新近吹填土內的水分通過透水孔進入集水管內，再通過伸入集水管內的排水管導出。本發明的新近吹填土快速結殼電滲電極利用電滲現象，使新近吹填土地體中的水在電滲電極直流電場作用下由陽極向陰極流動，并在陰極處開始收集和導出，使陽極附近土體含水率快速下降，進而達到地基表面快速形成硬殼層的目的。

作為優選的技術方案：

進一步地，所述電滲電極還包括固定浮板，所述固定浮板安裝在陽極上；所述陰極的外側包覆有過濾層。

進一步地，所述陽極和陰極上均設有導線連接螺栓，電極導線對應安裝在導線連接螺栓上，將陽極和陰極分別與直流電源的陽極和陰極連接。

進一步地，所述陽極和陰極的材料均為金屬材料；所述集水管為豎向集水管；所述陽極包括陽極豎向主管和橫向陽極棒；橫向陽極棒安裝在陽極豎向主管上；所述陰極包括陰極豎向主管和陰極排水管，陰極排水管安裝在陰極豎向主管上，陽極豎向主管和陰極豎向主管之間安裝有豎向集水管。

進一步地，所述橫向陽極棒的數目不少于4根，橫向陽極棒在同一平面等間距安裝在陽極豎向主管上；所述陰極排水管的數目不少于4根，陰極排水管均以與陰極豎向主管的中心線向上呈85度的夾角安裝在陰極豎向主管上，且陰極排水管安裝后在水平面上的投影間距相等，陰極排水管呈一定角度有利于排水管中的水流進集水管。所述陰極豎向主管的下端還安裝有鐵鞋，所述鐵鞋空芯錐形體。鐵鞋為空芯錐形體，施工時有利于下穿土層。設置不少于4根陰極排水管及不少于4根橫向陽極棒有利于形成均勻電場。