[發(fā)明專利]自發(fā)電式電滲固結(jié)軟土地基裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910259075.4
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110055951A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭永來;潘坦博;周玉玨;余坤龍;周玉寶;章欽
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明涉及一種自發(fā)電式電滲固結(jié)軟土地基裝置，包括若干陽極裝置和若干陰極裝置，所述陽極裝置及陰極裝置置于軟土地中，并按六邊形進行排列分布，太陽能作用為實現(xiàn)日照強度不同對電滲陰陽極進行間歇性通電。電解裝置將聚集的水分電解成氫氣，氫氣發(fā)電裝置將氫能轉(zhuǎn)化為機械能在轉(zhuǎn)化為電能，集電裝置將太陽能與氫能得到的電能集中在一起為電解與電滲提供能量，從而實現(xiàn)裝置的自發(fā)電，并且固結(jié)所述的軟土地基。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自發(fā)電式電滲固結(jié)軟土地基裝置。

背景技術(shù)

俄國學(xué)者Reuss于1809年首先發(fā)現(xiàn)了電滲現(xiàn)象：將一電位差施加在有孔介質(zhì)中，其孔隙水將通過毛細管流向陰極；若切斷了電流，孔隙水的流動也立即停止。1939年，Casagrande首次將電滲成功地應(yīng)用到德國某鐵路挖方邊坡工程中，在地基中施加外加電場，將土中孔隙水逐漸運移到陰極并排出,以達到使地基排水固結(jié)、強度提高的效果。此后，電滲法被嘗試應(yīng)用于不同類型的工程，如地基加固、堤壩穩(wěn)定性、提高樁基的承載力、電動注漿等。研究發(fā)現(xiàn)，電滲固結(jié)的原理主要由兩個：首先，通過外加電場引起孔隙水滲流，使土體排水固、。結(jié)，強度提高；其次，電場作用下土體中發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，如電極氧化還原反應(yīng)、離子交換與遷移、膠結(jié)作用等，這些反應(yīng)過程會進一步提高土體強度。另外，軟黏土的電滲透系數(shù)主要維持在.s),這個特性使得電滲法在處理滲透系數(shù)低的軟粘土地基時具有非常好的效果。

電滲法在應(yīng)用過程中會消耗大量電能,導(dǎo)致電滲成為一種成本較高的軟土地基處理方法。而且,電滲法主要應(yīng)用于滲透系數(shù)較小、強度低的軟粘土地基中,這些場地大多分布在我國沿海地區(qū),并且多集中于我國南部,很多都遠離城市,較為偏遠。為了利用電滲法對這些軟土地基進行處理,需要將配套設(shè)施運輸?shù)竭@些場地,并且需要搭設(shè)電線,將電能輸送到需要處理的場地,這些沿程設(shè)施費用、運輸費用以及電能輸送損耗,進一步增加了電滲法的成本。俄國學(xué)者Reuss于1809年首先發(fā)現(xiàn)了電滲現(xiàn)象：將一電位差施加在有孔介質(zhì)中，其孔隙水將通過毛細管流向陰極；若切斷了電流，孔隙水的流動也立即停止。1939年，Casagrande首次將電滲成功地應(yīng)用到德國某鐵路挖方邊坡工程中，在地基中施加外加電場，將土中孔隙水逐漸運移到陰極并排出,以達到使地基排水固結(jié)、強度提高的效果。此后，電滲法被嘗試應(yīng)用于不同類型的工程，如地基加固、堤壩穩(wěn)定性、提高樁基的承載力、電動注漿等。研究發(fā)現(xiàn)，電滲固結(jié)的原理主要由兩個：首先，通過外加電場引起孔隙水滲流，使土體排水固結(jié)，強度提高；其次，電場作用下土體中發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，如電極氧化還原反應(yīng)、離子交換與遷移、膠結(jié)作用等，這些反應(yīng)過程會進一步提高土體強度。另外，軟黏土的電滲透系數(shù)主要維持在.s),這個特性使得電滲法在處理滲透系數(shù)低的軟粘土地基時具有非常好的效果。

電滲法在應(yīng)用過程中會消耗大量電能,導(dǎo)致電滲成為一種成本較高的軟土地基處理方法。而且,電滲法主要應(yīng)用于滲透系數(shù)較小、強度低的軟粘土地基中,這些場地大多分布在我國沿海地區(qū),并且多集中于我國南部,很多都遠離城市,較為偏遠。為了利用電滲法對這些軟土地基進行處理,需要將配套設(shè)施運輸?shù)竭@些場地,并且需要搭設(shè)電線,將電能輸送到需要處理的場地,這些沿程設(shè)施費用、運輸費用以及電能輸送損耗,進一步增加了電滲法的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種自發(fā)電式電滲固結(jié)軟土地基裝置，

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種自發(fā)電式電滲固結(jié)軟土地基裝置，包括若干陽極裝置和若干陰極裝置，所述若干陽極裝置和陰極裝置在軟土地基中規(guī)律排布，其特征在于：它還包括太陽能發(fā)電裝置、集電裝置、電解裝置和氫氣發(fā)電裝置；所述每個陰極裝置上設(shè)有若干通孔且其內(nèi)部設(shè)有電解裝置；所述太陽能發(fā)電裝置和氫氣發(fā)電裝置均與集電裝置連接并為其提供電能，所述集電裝置的負極與若干陰極裝置連接，集電裝置的正極與若干陽極裝置連接。