[发明专利]一种新近吹填土快速结壳电渗电极及其使用方法

说明书

本发明属于岩土工程领域，涉及一种新近吹填土快速结壳电渗电极及其使用方法，电渗电极包括阳极、阴极、集水管和排水管；阳极和阴极之间安装有集水管，阴极上开设有透水孔，在通电条件下，新近吹填土内的水分通过透水孔进入集水管内，再通过伸入集水管内的排水管导出。使用方法包括制作电渗电极；压入电渗电极；安装真空泵；连接电路；接通电源，开始排水处理；地基表面硬壳层强度测量，停止排水。本发明的该电渗电极外接直流电源可以产生垂直电场，在直流电场的作用阳极附近土体含水率快速下降形成硬壳层，进而提高土体上部承载能力，为砂垫层铺设、插板等机械化施工作业提供有利条件。该发明可大大缩短新近吹填土地基处理施工工期。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种新近吹填土快速结壳电渗电极及其使用方法。

背景技术

随着沿海地区经济建设的飞速发展，陆地资源紧缺，吹填造陆是缓解这一问题的有效途径。大规模吹填造陆形成了含水量高、压缩性大、强度低的软土甚至超软土地基。常见的软土地基处理方法有真空预压法、堆载预压法、复合地基等。为方便机械作业，地基处理前期施工往往需要地基具有一定承载力。

新近吹填土地基含水率极高、承载力几乎为零。一般需要经过多达2~3年的长时间晾晒，直到地基表面形成硬壳层，具有一定承载力才能进行砂垫层铺设、插板等一系列地基处理施工，严重影响工期。因此，如何使新近吹填土地地基表面快速形成硬壳层是目前需要解决的技术问题。

土壤中的电渗现象最早由俄国学者Reuss于1809年发现。研究表明，土体中的水在直流电场作用下由阳极向阴极流动，阳极附近土体含水率快速下降。采用上下电极排布方式，所产生的垂直电场将有利于表层吹填土快速结壳，形成硬壳层。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新近吹填土快速结壳电渗电极。本发明的该电渗电极外接直流电源可以产生垂直电场，在直流电场的作用阳极附近土体含水率快速下降形成硬壳层，进而提高土体上部承载能力，为砂垫层铺设、插板等机械化施工作业提供有利条件。该发明可大大缩短新近吹填土地基处理施工工期。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新近吹填土快速结壳电渗电极，所述电渗电极包括阳极、阴极、集水管和排水管；所述阳极和阴极之间安装有集水管，所述阴极上开设有透水孔，在通电条件下，新近吹填土内的水分通过透水孔进入集水管内，再通过伸入集水管内的排水管导出。本发明的新近吹填土快速结壳电渗电极利用电渗现象，使新近吹填土地体中的水在电渗电极直流电场作用下由阳极向阴极流动，并在阴极处开始收集和导出，使阳极附近土体含水率快速下降，进而达到地基表面快速形成硬壳层的目的。

作为优选的技术方案：

进一步地，所述电渗电极还包括固定浮板，所述固定浮板安装在阳极上；所述阴极的外侧包覆有过滤层。

进一步地，所述阳极和阴极上均设有导线连接螺栓，电极导线对应安装在导线连接螺栓上，将阳极和阴极分别与直流电源的阳极和阴极连接。

进一步地，所述阳极和阴极的材料均为金属材料；所述集水管为竖向集水管；所述阳极包括阳极竖向主管和横向阳极棒；横向阳极棒安装在阳极竖向主管上；所述阴极包括阴极竖向主管和阴极排水管，阴极排水管安装在阴极竖向主管上，阳极竖向主管和阴极竖向主管之间安装有竖向集水管。

进一步地，所述横向阳极棒的数目不少于4根，横向阳极棒在同一平面等间距安装在阳极竖向主管上；所述阴极排水管的数目不少于4根，阴极排水管均以与阴极竖向主管的中心线向上呈85度的夹角安装在阴极竖向主管上，且阴极排水管安装后在水平面上的投影间距相等，阴极排水管呈一定角度有利于排水管中的水流进集水管。所述阴极竖向主管的下端还安装有铁鞋，所述铁鞋空芯锥形体。铁鞋为空芯锥形体，施工时有利于下穿土层。设置不少于4根阴极排水管及不少于4根横向阳极棒有利于形成均匀电场。