[發明專利]降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置及方法

在審

• 申請號: 202011486359.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112323770A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張海;高志宏;朱小蓉;王天明;馮義;劉新軍;李世輝;相旭;胡雙平;王洪波;王俊;鄧保順
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11;E02D1/02;G01N27/04
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

所述裝置包括線圈（9）和電阻測試元件（8）；

所述線圈（9）包括正極線圈和負極線圈，環設于隧道（1）外的可液化砂土地基（5）中，正極線圈和負極線圈之間連接有能向地面傳輸電阻信號的電阻監測元件（8）。

2.根據權利要求1所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

所述裝置還包括地面上設置的開關（2）和直流電源（3）；

所述直流電源（3）的正極通過導線（7）與正極線圈連接，負極通過導線（7）與負極線圈連接，線路上串聯開關（2）。

3.根據權利要求2所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

電阻監測元件（8）將正極線圈和負極線圈之間的實時電阻信息通過無線形式傳輸到開關（2）；

開關（2）在接收到電阻監測元件（8）發出的信號后閉合或斷開。

4.根據權利要求3所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

導線（7）外設置有能絕緣的導線護管（6）。

5.根據權利要求4所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

外側帶有導線護管（6）的導線（7）與直流電源（3）正極相連的線圈（9）預埋在隧道（1）外側的砂土（5）中。

6.根據權利要求5所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理裝置，其特征在于：

外側帶有導線護管（6）的導線（7）與直流電源（3）負極相連的線圈（9）預埋在隧道（1）外側的砂土（5）中。

7.降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

步驟一：根據隧道的位置和深度，將分別與直流電源（3）正、負極連接的線圈（9）預埋到適當位置；

步驟二：根據線圈（9）的位置連接與直流電源（3）相連的導線（7），并將導線（7）的外側包裹絕緣裝置；

步驟三：在正、負極線圈之間連接安裝能實時向地面傳輸電阻信號的電阻監測元件（8）；

步驟四：在接收到電阻監測元件（8）發出的信息后，開關（2）閉合，電路接通；正、負極線圈（9）將地基中的孔隙水電解成O₂和H₂；

步驟五：利用電阻監測元件（8）進行實時監測正負極線圈之間砂土的等效電阻，當電阻監測元件（8）監測到兩線圈之間的等效電阻值低于設定值R₁時，向開關（2）發出開關閉合命令，電路接通；隨著正、負極線圈周圍不斷電解出O₂和H₂，砂土飽和度降低，兩線圈之間的等效電阻值逐漸增大，當電阻監測元件（8）監測到的等效電阻值大于設定值R₂時，向開關（2）發出線路斷開命令，閉合電路中斷；

步驟六：定期重復步驟四和五，保持地基長期處于減飽和狀態。

8.根據權利要求7所述的降低隧道外圍砂土飽和度的液化地基處理方法，其特征在于：

步驟五中，電阻設定值R₁為此砂土場地飽和度為95%時所對應的等效電阻值，電阻設定值R₂為此砂土場地飽和度為92%時所對應的等效電阻值，從而使得隧道外圍砂土的飽和度始終維持在92%-95%。