[發(fā)明專利]一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置和方法

在審

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• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108181197A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱棟梁;柏巍;王唯偉;朱丹;孔令偉;林融冰;黎澄生;程定波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北水總水利水電建設(shè)股份有限公司;湖北中環(huán)永清生態(tài)環(huán)保工程有限公司;中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開了一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置，包括真空泵、五通閥、電滲作用模型筒、真空作用模型筒、真空+持續(xù)通電電滲作用模型筒、真空+間歇通電電滲作用模型筒，本發(fā)明還公開了一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的方法，本發(fā)明可以通過1次實施就可獲得多個不同實驗條件下的淤/污泥土真空?電滲聯(lián)合試驗，可以通過實驗結(jié)果獲得在真空電滲聯(lián)合作用下的電滲最佳作用時機。同時還可對不同含水率的測試對象、不同顆粒級配的測試對象、不同的通電方式、不同排水陰極/排水陽極極的材料、排水陰極和排水陽極極之間不同電壓等實驗條件進行測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程、環(huán)境科學(xué)和工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置，還涉及一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的方法。適用但不限于測試各種類型的軟弱土、淤泥土、污染土在電滲和真空聯(lián)合作用時電滲最佳介入時機的判斷。

背景技術(shù)

近年來，一方面國內(nèi)各大江、河、湖泊淤積嚴重，急需清淤，另一方面由吹填的超軟淤泥土形成的土地迫切地需要加以開發(fā)利用，以緩解土地供應(yīng)或交通壓力日益增長的矛盾。疏浚的湖相吹填土具有高含水率、高孔隙比、低滲透性、高黏粒含量、高壓縮性和超低強度及承載力的特征等特點，且在自重下固結(jié)需很長時間，此類超軟弱地基的處理已經(jīng)成為工程建設(shè)中重要的一環(huán)，其核心技術(shù)難題是如何快速、高效、經(jīng)濟地進行處理加固。

對于此類吹填淤泥場地地基，由于工程條件，砂源等因素的限制，制約了傳統(tǒng)真空預(yù)壓法的應(yīng)用，取而代之的是無砂墊層的真空預(yù)壓處理方法。該法取消了常規(guī)真空預(yù)壓法中的水平排水砂墊層，將軟基中的垂直塑料排水板與真空抽氣管直接連接，起到節(jié)省砂料、降低費用、縮短加固工期的作用。但此技術(shù)處理的土體強度增長有限，地基有效加固深度小，地基承載力仍然較低，其主要原因包括黏粒含量過高導(dǎo)致豎向排水板嚴重淤堵、排水系統(tǒng)內(nèi)真空度局部損失大、豎向排水體彎曲程度大等。上述原因均降低了排水系統(tǒng)的排水效率，導(dǎo)致無砂墊層真空預(yù)壓法加固軟土地基呈現(xiàn)出前期效果明顯、后期疲軟的現(xiàn)象，因此仍需提高改進。

20世紀30年代Casagrande將電滲技術(shù)應(yīng)用于軟土加固中，用以提高土體的抗剪強度與穩(wěn)定性。主要是利用電滲對于對細顆粒含量大、低水力滲透系數(shù)的軟黏土，只需較小的電勢梯度就能產(chǎn)生相對較大的孔隙水滲流的特點。將電滲技術(shù)引入到軟土的快速排水固結(jié)成為可行的思路。但是，在單純電滲作用下，陽極附近會因為含水率降低土體收縮產(chǎn)生諸多微裂縫，導(dǎo)致界面電阻急劇變大，電能消耗嚴重。一般認為真空預(yù)壓-電滲聯(lián)合作用下，真空荷載對土體的作用力近似為球應(yīng)力，對土體向中間擠壓，因此有利于減少微裂縫。電滲-真空預(yù)壓復(fù)合法在處理軟土地基時有著明顯的優(yōu)勢。

真空預(yù)壓法及電滲法具有較強互補性，兩者結(jié)合可以達到提高土體處理效果、改善土體處理均勻性的目標。但這些研究并沒有考慮電滲-真空預(yù)壓復(fù)合時電滲最佳介入時間點問題，可以肯定的是，電滲并非越早介入越好，而過晚介入又達不到更高效排水固結(jié)的目的，因此非常有必要開發(fā)出一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置，還提供了一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的方法，可以用于判斷真空壓力場-電場耦合下的淤/污泥土電滲的最佳介入時機。

一種用于判斷淤、污泥土電滲最佳介入時機的裝置，包括真空泵，還包括電滲作用模型筒、真空作用模型筒、真空+持續(xù)通電電滲作用模型筒、真空+間歇通電電滲作用模型筒，電滲作用模型筒、真空作用模型筒、真空+持續(xù)通電電滲作用模型筒、真空+間歇通電電滲作用模型筒均包含有機玻璃筒、排水陰極、底部槽、支架、底板、PVC導(dǎo)流管、排水陽極和活塞板，

有機玻璃筒通過支架設(shè)置在底板上，有機玻璃筒內(nèi)設(shè)置有活塞板，

排水陰極和排水陽極均為中空圓柱體電極，排水陰極和排水陽極均沿長度方向每間距設(shè)定距離在周向均勻設(shè)置若干個圓孔，排水陰極和排水陽極外部均綁扎滌綸透水濾布，