管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法及装置，该方法将真空预压、电化学注浆加固法结合起来，并利用EKG管的可导电、可注浆和耐腐蚀功能，对土体进行二次加固，同时，采用分开注浆方式进行注浆。本发明专利技术装置包括有机玻璃模型槽，EKG管为一新型导电塑料排水管，两组铜导线贯穿并对称地插入管壁中，可同时作为电渗电极、竖向排水通道及电化学注浆管，在阴阳极和中间位置各布置一根带孔PVC管；模型槽底板阴极上开有孔洞并用橡胶塞密封，EKG管中的铜线可用导线与外接电源连接，EKG管分别布置在模型槽沿长度方向的两侧。本发明专利技术可以准确监测土体的排水量、电势电流变化等，改善土体加固效果，提高软基承载力，加固效果更均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法及装置，属于土体加固

技术介绍
我国虽然地域辽阔，但是土体的利用分布很不均匀。大部分的人口聚居在东部沿海地区，而该区域大部分的地基又是由吹填土、海相软土、淤泥质软土等构成。这些土质形成的地基具有含水量大、承载力小、压缩性高等特性并经常导致一些可预见的工程问题。目前针对上述地基的软基加固方法有很多，例如换土垫层法、振密、挤密法、置换法、加筋法、胶结法、冷热处理法等。但此类地基处理方法，均需要一定的施工设备及器具，会耗费大量的建筑材料，有时还会因为地基承载力不足而导致无法满足施工。而且此类处理方法在施工时均会对地基土产生一定扰动，还会产生噪音和粉煤灰等污染，对周边的生产和居民生活造成影响。真空预压法是一种有效且经济环保的方法，它利用形成的真空环境将土体内的水、气等物质排出土体外，最近20年来的众多的工程案例证明了它的高效性。但是利用这种方法处理的地基，地基表面形成硬壳层，硬壳层以下尤其是深部土体排水效果差，在进行工程建设之前往往需要进行二次处理。电渗法也是一种有效的方法，它通过将导电电极插入软黏土地基中，再通以直流电，土体中的水分将从阳极向阴极移动。它的排水速率不受水力渗透系数的影响，对于黏粒含量比较高、渗透系数比较低的软黏土地基处理效果尤为明显，但在推广应用上仍存在一些问题。例如，电渗过程中使用的金属电极容易腐蚀，利用电渗法单独进行地基加固时强度提高有限。电化学注浆虽然能在一定程度上提高土体强度，但由于电渗过程往往进行缓慢，所以单纯的电化学注浆效果并没有预期的好。专利公开号为CN 204676521U的“一种固结淤泥质土电化学改性加固系统”公开了一种利用电化学注浆法加固淤泥质土的试验装置，该装置虽然能在一定程度上加固土体，但其首先采用金属电极，未考虑到金属电极易腐蚀的缺点，再者将电极与注浆管分开设置，复杂了装置，并且该装置只能适用于电化学注浆的方法，其土体处理后的强度提高有限，效果较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供管状EKG(Electrokinetic Geosynthetics)层进式电化学注浆软基加固试验方法及装置，解决了现有方法对提高土体强度有限的问题。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法，该方法依次包括管状EKG直排式真空预压和管状EKG电化学注浆两个阶段；其中，在管状EKG直排式真空预压阶段：控制试验土样的真空度为60kPa，在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，利用真空预压法对试验土样进行初步的加固排水处理，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，转入管状EKG电化学注浆阶段；在管状EKG电化学注浆阶段：在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，且在试验土样的阴阳极和中间位置各插入一根带孔PVC管，利用电化学注浆法对试验土样再次进行加固排水处理，电化学注浆法开始时，在阳极带孔EKG管中注入氯化钙溶液，当排出的水里含有氯化钙溶液时，同时往布置在阳极、中间位置、阴极的带孔PVC管里注入硅酸钠溶液，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，即可结束试验。作为本专利技术方法的一种优选方案，所述管状EKG真空预压阶段中，利用真空设备控制试验土样的真空度为60kPa，且真空设备通过排水主管与带孔EKG管连接，试验土样的水分经排水主管排出。作为本专利技术方法的一种优选方案，所述管状EKG电化学注浆阶段中，带孔EKG管中包裹有两股铜线，铜线通过导线与直流电源连接，注入的氯化钙溶液与试验土样的比例为1:120000，且注入的氯化钙溶液与布置在阳极、中间位置、阴极的带孔PVC管里注入硅酸钠溶液的比例为10:3:3:4。管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验装置，包括有机玻璃模型槽，有机玻璃模型槽内部阴阳极沿长度方向对称插入两根带孔EKG管，带孔EKG管中包裹有两股铜线；在管状EKG直排式真空预压阶段时，该装置还包括排水主管、真空管、真空表、电子秤、抽滤瓶、真空泵和多功能水泵控制箱，带孔EKG管通过排水主管与真空管的一端连接，真空管另一端与抽滤瓶连接，真空管上设置有真空表，抽滤瓶置于电子秤上，抽滤瓶连接真空泵，真空泵连接多功能水泵控制箱；在管状EKG电化学注浆阶段时，该装置还包括导线、直流电源、集水瓶、三根带孔PVC管，铜线通过导线与直流电源连接，阴阳极和中间位置各插入一根带孔PVC管，阴极侧带孔EKG管下方有机玻璃模型槽对应位置开有排水孔洞，孔洞下方放置有集水瓶。作为本专利技术装置的一种优选方案，所述管状EKG直排式真空预压阶段，该装置还包括用于密封试验土样的土工膜、砂垫层、真空膜，所述试验土样的表面由下而上依次铺设有土工膜、砂垫层、真空膜。作为本专利技术装置的一种优选方案，所述管状EKG电化学注浆阶段，该装置还包括三组电势探针，分别打进试验土样的阴阳极和中间位置，用于探测试验土样的电势。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术使用管状EKG直排式真空预压法结合电化学注浆法，相比于传统电化学注浆法，土体加固层次明显，加固效果更好，加固后的软土地基具有更高的承载力；采用分区域注浆方法，加固方式更合理，土体加固强度分布更均匀。2、本专利技术试验装置结构简单合理，操作方便，能用于开展室内管状EKG直排式真空预压模型试验、管状EKG电化学注浆模型试验以及真空-注浆联合试验，在保证密封性的前提下能够精确测量土体内部的电势，以及监测电流值变化，实时监测排水量变化。3、本专利技术在管状EKG电极和PVC注浆管上分别注入氯化钙与硅酸钠浆液既能充分发挥EKG管的电极与注浆作用，并且避免在EKG管内同时注入氯化钙和硅酸钠溶液造成堵塞，影响注浆效果，同时避免了金属电极易腐蚀的缺点。4、本专利技术使用多功能水泵控制箱连接真空泵，保持模型槽内真空度在设计真空度范围内，控制真空泵的开关，节约能源。附图说明图1是本专利技术中管状EKG真空预压法装置的结构示意图。图2是本专利技术中管状EKG的构造示意图。图3是本专利技术中管状EKG电化学注浆装置的结构示意图。图4是本专利技术中管状EKG电化学注浆装置的俯视图。图5是本专利技术中带孔PVC管的构造示意图。其中，1为多功能水泵控制箱，2为真空泵，3为抽滤瓶，4为电子秤，5为真空表，6为真空管，7为有机玻璃模型槽，8为带孔EKG管，9为电势探针，10为砂垫层，11为真空膜，12为排水主管，13为导线，14为直流电源，15为排水孔洞，16集水瓶，17为带孔PVC管，18为试验土样。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。如图1、图3、图4所示，本专利技术提供的管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验装置，包括有机玻璃模型槽7，模型槽7底板阴极侧开有一个排水孔洞15并用橡胶塞密封，带孔EKG管8(如图2所示)中包裹有两股铜线，铜线可用绝缘接线头通过导线13连接再与直流电源14连接，模型槽7内部沿长度方向上两侧可竖直插入带孔EKG管8，在阴阳极和中间位置处各布置一根带孔PVC管17(如图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法，其特征在于，该方法依次包括管状EKG直排式真空预压和管状EKG电化学注浆两个阶段；其中，在管状EKG直排式真空预压阶段：控制试验土样的真空度为60kPa，在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，利用真空预压法对试验土样进行初步的加固排水处理，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，转入管状EKG电化学注浆阶段；在管状EKG电化学注浆阶段：在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，且在试验土样的阴阳极和中间位置各插入一根带孔PVC管，利用电化学注浆法对试验土样再次进行加固排水处理，电化学注浆法开始时，在阳极带孔EKG管中注入氯化钙溶液，当排出的水里含有氯化钙溶液时，同时往布置在阳极、中间位置、阴极的带孔PVC管里注入硅酸钠溶液，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，即可结束试验。

【技术特征摘要】
1.管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法，其特征在于，该方法依次包括管状EKG直排式真空预压和管状EKG电化学注浆两个阶段；其中，在管状EKG直排式真空预压阶段：控制试验土样的真空度为60kPa，在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，利用真空预压法对试验土样进行初步的加固排水处理，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，转入管状EKG电化学注浆阶段；在管状EKG电化学注浆阶段：在试验土样的阴阳极对称插入一根带孔EKG管，且在试验土样的阴阳极和中间位置各插入一根带孔PVC管，利用电化学注浆法对试验土样再次进行加固排水处理，电化学注浆法开始时，在阳极带孔EKG管中注入氯化钙溶液，当排出的水里含有氯化钙溶液时，同时往布置在阳极、中间位置、阴极的带孔PVC管里注入硅酸钠溶液，当试验土样的排水量连续3小时保持不变时，即可结束试验。2.根据权利要求1所述管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法，其特征在于，所述管状EKG直排式真空预压阶段中，利用真空设备控制试验土样的真空度为60kPa，且真空设备通过排水主管与带孔EKG管连接，试验土样的水分经排水主管排出。3.根据权利要求1所述管状EKG层进式电化学注浆软基加固试验方法，其特征在于，所述管状EKG电化学注浆阶段中，带孔EKG管中包裹有两股铜线，铜线通过导线与直流电源连接，注入的氯化钙溶液与试验土样的比例为1:120000，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱晨辰，沈扬，李安，芮笑曦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32