[实用新型]一种电渗联合气压劈裂装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及软土地基处理的一种电渗联合气压劈裂装置。

背景技术

电渗法是通过在插入土体中的电极上施加电场来加速排水固结的一种地基处理方法。在电场的作用下，土体中的水从阳极流向阴极，并在阴极排出。电渗法由于其排水速率与土的水力渗透系数无关，而与其电渗渗透系数有关，因而对于处理淤泥、吹填土等含水量高、水力渗透系数低的土有较好的适用性，近年来受到重视。然而，电渗法能耗高、经济效益差、对深层土体处理效果欠佳，这些缺点限制了电渗法的进一步发展。 

气压劈裂是指岩土体在高压气体作用下产生裂隙并发展的过程。早在20 世纪80 年代，在环境工程中就已采用气压劈裂技术在岩土体中形成裂隙，增加流体的流动通道，提高低渗透性土体的渗透性能。

将电渗与劈裂相结合，主要是考虑到两方面：1. 前期试验表明，电渗过程中土体会产生大量裂缝，裂缝可分为有效裂缝和有害裂缝，连接阴阳极的裂缝有助于排水，为有效裂缝，横断阴阳极的裂缝阻断了电场，不利于电渗，为有害裂缝。如果能利用气压劈裂使土体定向地产生有效裂缝，可有效地提高电渗效率。2.利用劈裂技术可提高对深层土的处理效果，这是由于一方面可利用气压劈裂对深层土体施加围压，增大超静孔压，另一方面，气压劈裂造成的裂缝可为超静孔压的快速消散提供通道，有助于排水。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种电渗联合气压劈裂装置。

电渗联合气压劈裂装置包括模型箱、稳压电源、导线、多个阳极、多个阴极、阳极固定装置、外接气压源、气管、气管接头、上覆砂、待处理软粘土、接水容器；阳极和阴极以平行错位方式布置，模型箱上端纵向设有阳极固定装置，多个阳极固定在阳极固定装置上，模型箱底部阳极固定装置两侧设有两排阴极固定及排水螺纹孔，阴极固定及排水螺纹孔上设有阴极固定及排水管，阴极固定及排水管端部设有与阴极固定及排水螺纹孔相配合的外螺纹，多个阴极插入阴极固定及排水管，模型箱内下部填充待处理软粘土，模型箱内上部填充上覆砂，阳极进入待处理软粘土底部的1/2以内设有喷气孔，每个喷气孔正对一个阴极，阴极进入待处理软粘土处设有排水孔，多个阳极通过导线与稳压电源正极相连，多个阳极通过气管、气管接头与外接气压源相连，多个阴极通过导线与稳压电源负极相连，多个阴极下方设有接水容器。

所述的阳极、阴极为金属管。所述的阴极采用的金属管内套土工滤膜。

本实用新型与现有技术相比具有有益效果：

1）相同时间处理等体积同一批软粘土，电渗联合气压劈裂技术比单纯电渗技术排水量、土的抗剪强度都增加10~16%；

2）电渗联合气压劈裂技术比单纯电渗技术更利于深部土体的排水固结。

附图说明

图1是电渗联合气压劈裂装置结构示意图；

图2是本实用新型的阳极、阴极布置平面图，实心圆代表阳极，空心圆代表阴极；

图3是电渗—堆载试验、电渗—堆载联合气压劈裂试验总排水量累计曲线；

图中，模型箱1、稳压电源2、导线3、阳极4、阴极5、阳极固定装置6、外接气压源7、气管8、气管接头9、上覆砂10、待处理软粘土11、接水容器12。

具体实施方式

如图1所示，电渗联合气压劈裂装置包括模型箱1、稳压电源2、导线3、多个阳极4、多个阴极5、阳极固定装置6、外接气压源7、气管8、气管接头9、上覆砂10、待处理软粘土11、接水容器12；多个阳极4和多个阴极5以平行错位方式布置，模型箱1上端纵向设有阳极固定装置6，多个阳极4固定在阳极固定装置6上，模型箱1底部阳极固定装置6两侧设有两排阴极固定及排水螺纹孔，阴极固定及排水螺纹孔上设有阴极固定及排水管，阴极固定及排水管端部设有与阴极固定及排水螺纹孔相配合的外螺纹，多个阴极5插入阴极固定及排水管，模型箱1内下部填充待处理软粘土11，模型箱1内上部填充上覆砂10，阳极4进入待处理软粘土11底部的1/2以内设有个喷气孔，每个喷气孔正对一个阴极5，阴极5进入待处理软粘土11处设有排水孔，多个阳极4通过导线3与稳压电源2正极相连，多个阳极4通过气管8、气管接头9与外接气压源7相连，多个阴极5通过导线3与稳压电源2负极相连，多个阴极5下方设有接水容器12。

所述的阳极4、阴极5为金属管。所述的阴极5采用的金属管内套土工滤膜。

电渗联合气压劈裂工艺的步骤如下：

1）将阴极固定及排水管旋入阴极固定及排水螺纹孔，多个阴极5插入阴极固定及排水管，利用阳极固定装置6将多个阳极4固定在模型箱1上；