[發明專利]一種利用微波和鐵銹廢棄物改善軟土地基的方法

在審

• 申請號: 202011638264.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112695730A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 胡啟軍;辜鈺程;何樂平;梁杭
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E02D3/02
• 分類號: E02D3/02;E02D3/11;E02D3/08;E02D3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用微波和鐵銹廢棄物改善軟土地基的方法，主要由磁控管、功率控制系統、冷卻水系統、水平波導管、磁控管和波導管連接器、波導管連接器、固定支架、豎向波導管、微波輸出孔、云母板、樁孔、軟土地基、鐵銹廢棄物組成，該方法能改善軟土地基力學強度、抗水穩定性、膠結強度等性質，并且無粉塵，對加固區域環境擾動較小，是一種無污染的環保型地基處理方法，具有廣闊的應用前景，該方法的設備與原理不僅可以使用在軟土地基上，還可以改進后使用在邊坡、隧道等多個領域，作用效果好，為軟土的改善研究提供了一種新思路和手段。

技術領域

本發明涉及一種微波改善軟土地基領域，具體為利用鐵銹廢棄物材料加上微波的方法，進行軟土地基的改善處理。

背景技術

軟土地基的存在對建筑的勘察、設計、施工等都會帶來一定的難度，通常軟土地基的沉降和不均勻變形較大，若地基上部結構的自重和附加的外部荷載超過了最大的限度，易發生塌方、沉陷和基礎結構破壞等安全事故。工程建設中通常采用固結法、擠密砂樁法處理軟土地基。固結法是通過在地基上布置豎向排水井、砂井或者塑料排水帶等，在荷載作用下土中的孔隙水被慢慢排出，地基發生固結變形，地基土的強度逐漸增長，排水固結法是一種比較成熟、應用廣泛的方法，但是在對滲透性差的粘性土地基處理時，其作用時間長，排水效果差，具有一定的局限性；擠密砂樁法是通過擠密或振動使深層土密實，并在振動擠密過程中，回填砂形成密實樁體與樁間土一起組成復合地基，從而提高地基承載力，減少沉降量。但是由于飽和粘性土地基具有靈敏度較大、滲透性小、抗剪強度低等特點，在施工沉管時在地基中產生超靜水壓力，無明顯擠密效果，對地基承載力的提高有限，且成本較大。

據有關數據顯示，每年因腐蝕損耗的鋼材超過上千萬噸，由于腐蝕，大量金屬變成廢棄物，由此造成巨大的資源浪費，如果可以利用這些鐵銹，就可以變廢為寶，減小環境污染，增加經濟效益。

微波作為新型的加熱方式近年來被廣泛應用于巖土體處理領域，微波加熱是使物料中的極性分子隨著電磁場的變化在材料中高速運動，在高速的運動中分子相互之間產生摩擦、碰撞使得分子所攜帶的動能急劇增加，在宏觀上就表現為材料的溫度快速上升，同時材料內自由電子或離子跟隨電磁場的變化而運動形成電流，在電流流過時會因電阻的作用消耗能量產生熱量導致材料溫度的上升。

微波加熱的效率很大程度取決于材料本身的介電常數，介電常數越高就越易被加熱，水的相對介電常數為78.5，鐵銹的介電常數為14.2，遠遠高于普通巖土體的介電常數。軟土地基一般具有高含水率和黏土含量較高等特性，這為其微波加熱提供了理論基礎，微波加熱處理可以降低軟土地基含水量，提高其滲透率和工程力學強度，另一方面，向軟土地基中加入大量的鐵銹廢棄物，可以加快吸波效率，并溶解形成熱點輻射周邊，最后形成類似膠結物成為軟土中的一部分，大大增強了軟土的力學強度，本發明提供的是一種“微波+鐵銹廢棄物”改善軟土地基的方法，該方法能降低軟土含水率，提高膠結強度，不需要添加水泥等建筑材料，不需要大型施工機械，無粉塵，且對加固區域環境無擾動，是一種無污染的環保型地基處理方法，具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的創新點在于：利用“微波+鐵銹廢棄物”這種新方法去改善軟土地基，能降低軟土地基的含水率、提高其膠結能力和力學強度，是一種不需要添加水泥等建筑材料，不需要大型施工機械，無粉塵，且對改善區域環境無擾動，無污染的環保型地基處理方法。

本發明的一種利用微波和鐵銹廢棄物改善軟土地基的方法。具體為：

在處理軟土地基的過程中，加入鐵銹廢棄物，以此來改善軟土地基的吸波能力，然后再用微波輻照軟土地基，形成熱點輻射周邊，降低含水率，增加膠結能力，增加軟土地基強度。