一种多功能电渗加固软粘土设备及测试方法技术

本发明专利技术属于土木工程技术领域，涉及一种多功能电渗加固软粘土设备及测试方法，该设备由主体部分I和测量部分II构成：所述主体部分I包括试样室、溶液室、电极、导管和盖板；所述测量部分II包括电源、导线和电流表。本发明专利技术提供了一种能同时进行软粘土电渗排水加固与电渗注入盐溶液加固试验装置。通过在阳极溶液室中设置不同的溶液条件以满足不同土样、不同电渗加固方法的研究要求。通过测量试样的电势分布，电流，以及试样的温度并采用控制变量法等，从而实现同时考虑多场变化的电渗加固的研究。该设备能够更好地针对电渗加固机理做深入研究。

Multifunctional electro osmosis reinforcing soft clay equipment and testing method

The invention belongs to the technical field of civil engineering, involving soft clay equipment and test methods for reinforcement of a multifunctional electro osmosis, the device composed of a body part I and part II: measurement of the main part of I includes a sample chamber, a solution chamber electrode, catheter and the cover plate; the measuring part comprises a power supply, II wire and current meter. The invention provides a test device capable of simultaneously carrying out soft clay electroosmosis drainage reinforcement and electroosmosis injection into salt solution reinforcement. Different solution conditions were set up in the anode solution chamber to meet the requirements of different soil samples and different electro osmotic consolidation methods. By measuring the potential distribution, current, and the temperature of the sample and adopting the control variable method, the study of electro mechanical reinforcement considering simultaneous changes of field is realized. The equipment can better study the mechanism of electro osmosis reinforcement.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能电渗加固软粘土设备及测试方法
本专利技术属于土木工程
，涉及一种同时能够进行软粘土电渗排水加固研究与电渗注入盐溶液加固软粘土研究的试验装置以及该装置的测试方法。
技术介绍
电渗加固软粘土分为电渗排水加固和电渗注入盐溶液加固两个方向。电渗排水法是在准备加固的土体中通入直流电，通过电场作用达到排水固结的效果。由于排水速率快且与粘粒粒径无关，其固结的实质是在土体中产生了负孔隙水压力，不会因为土体强度低而出现地基失稳的情况，所以在各种软土的处理中越来越受到重视。电渗注入盐溶液法加固软粘土是向软粘土中注入盐溶液，盐溶液中的离子在电场作用下产生定向移动，盐溶液中的离子与软粘土进行化学胶结进而提高软粘土的强度。电渗加固软土涉及到电场，流场，温度场以及电化学场的耦合，机理复杂多样，性质不同的土样在电渗中会产生化学性质差异较大的电极液，可能导致完全不同的电渗效果。
技术实现思路
为了克服以往的试验设备无法同时测量电场，流场，以及温度场的缺点，本专利技术提供了一种设备，使得室内试验不仅能考虑电场作用下的电渗加固效果，而且能同时考虑电场、温度场、流场在试验过程中的变化，并且可以根据设备设置不同的边界条件以满足研究要求。通过此设备能够更好针对电渗加固机理做进一步的研究。本专利技术的技术方案如下：一种多功能电渗加固软粘土设备，由主体部分I和测量部分II构成：所述主体部分I包括试样室、溶液室、电极、导管和盖板；在试样室的两端设有溶液室，在溶液室和试样室之间设有电极，通过隔板将溶液室与电极分隔开；所述溶液室包括阳极溶液室和阴极溶液室，在阴极溶液室的底部中心设有一排水孔，该排水孔与导管连接；所述测量部分II包括电源、导线和电流表，通过导线将电极与电源连接，在电源与阴极电极之间连接电流表，在试样室的侧向面板上布置温度测量孔，在温度测量孔的上方布置电压测量孔。进一步的，在电压测量孔和温度测量孔中旋入宝塔接头，通过宝塔接头将传感器或探针插入试样。进一步的，在电极与隔板之间还设有滤纸，以防止在试验时有粘土颗粒渗出或者堵塞排水孔通道。进一步的，在阴极溶液室的导管的下方还设有量筒。进一步的，所述电极由钛合金材料制成，分为阳极和阴极。作为本专利技术一个优选的实施例，所述的阳极溶液室和阴极溶液室均由有机玻璃制成，尺寸为50mm×50mm×100mm。优选的，在所述隔板上均布直径为5mm的隔板排水孔。优选的，所述试样室尺寸为254mm×50mm×100mm。优选的，所述温度测量孔距试样室底板20mm，直径为10mm，间距50mm；所述电压测量孔距试样室底板45mm，直径为6mm，共5个。本专利技术另一个目的是请求保护上述多功能电渗加固软粘土设备的测试方法，该方法包括以下步骤：S1.在试样室里装入一定含水率的土样，根据电渗加固试验要求在阳极溶液室中设置相应液体；S2.将温度传感器、探针的一端通过宝塔接头分别插入试样室中的试样，温度传感器、探针的另一端连接与温度采集、电压采集的装置连接；将阴极溶液室底部的排水孔下的导管连接到量筒中，接通电源，开始试验；S3.在试验过程中记录试样中的电压分布、电流、温度及量筒中的出水量，根据测量结果对不同试验条件下的电渗加固软土的效果做出评估。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种多功能电渗加固软粘土设备，其能同时进行软粘土电渗排水加固与电渗注入盐溶液加固试验。通过在阳极溶液室中设置不同的溶液条件以满足不同土样、不同电渗加固方法的研究要求。通过测量试样的电势分布，电流，以及试样的温度并采用控制变量法等，从而实现同时考虑多场变化的电渗加固的研究。该设备能够更好地针对电渗加固机理做深入研究。附图说明：图1是本专利技术的俯视图；图2是本专利技术的正视图；图3是本专利技术的左视图。图中：1、试样室，2、阳极溶液室，3、阴极溶液室，4、隔板，5、阳极，6、阴极，7、排水孔，8、电压测量孔，9、温度测量孔，10、电源，11、导线，12、电流表，13、导管，14、量筒，15、宝塔接头，16、隔板排水孔。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。实施例1如图1-3所示多功能电渗加固软粘土设备，由主体部分I和测量部分II构成。所述主体部分I包括用于容纳土样的试样室1、用于装试验溶液的阳极溶液室2、用于收集电渗过程中渗流出来的液体的阴极溶液室3、阳极5、阴极6、导管13和盖板；试样室1尺寸为254mm×50mm×100mm，在试样室1顶部设有盖板。在试样室1的一端设有阳极溶液室2，另一端设有阴极溶液室3，阳极溶液室2和阴极溶液室3均由有机玻璃制成，尺寸为50mm×50mm×100mm。阳极溶液室2可以根据试验条件进行调整。在阳极溶液室2和试样室1之间设有阳极5，在阴极溶液室3和试样室1之间设有阴极6，通过隔板4将阳极溶液室2、阴极溶液室3与各自的电极分隔开，隔板4上均布直径为5mm的隔板排水孔，作为电渗过程中排水通道，阳极5和阴极6均由钛合金材料制成，并与隔板4的尺寸相同。在电极与隔板4之间还设有滤纸，防止在试验时有粘土颗粒渗出或者堵塞排水孔通道。在阴极溶液室3的底部中心设有一直径为7mm排水孔7，该排水孔7与导管13连接，用于将电渗加固过程中渗出的水导入到量筒14中以测量出水量。所述测量部分II包括电源10、导线11和电流表12，通过导线11将电极与直流电源10连接，用于提供电渗加固过程的电势。在电源10与阴极6之间连接电流表12以测试验中的电流。在试样室1的侧向面板上布置5个距底板20mm，直径为10mm，间距为50mm的温度测量孔9，在温度测量孔9中旋入宝塔接头15作为测量温度所用传感器的通道，传感器的一端插入试样室1中的试样中，另一端通过导线与温度传感器连接，测量电渗加固过程中试样的温度，并将数据传输记录到计算机中。在温度测量孔9上方布置5个电压测量孔8，该电压测量孔8距离底板45mm，直径为6mm。在电压测量孔8中旋入宝塔街头15作为探针通道，探针一端插入到试样中，另一端与电压自动采集器连接，测量电渗加固过程中试样的电势分布。在阴极溶液室3的导管13的下方还设有量筒14，排水孔7经导管排出的水通过量筒进行测量，从而得出电渗过程中的出水量。上述试验设备的测试方法如下：试验时在试样室1里装入一定含水率的土样，并且根据电渗加固试验要求在阳极溶液室2中设置相应液体条件。即在电渗排水加固软土条件下将阳极溶液室2清空，在电渗注入盐溶液加固软土条件下向阳极溶液室2加入相应盐溶液。将测试样温度的温度传感器、测试试样电压分布的探针插入试样室中1的试样，将阴极溶液室3底部的排水孔7下的导管13连接到量筒14中，之后接通电源，开始试验。在试验过程中记录试样中的电压分布，电流，温度及量筒中的出水量，从而实现电渗加固软土过程中涉及到的电场，温度场，以及流场的测量，根据测量结果对不同试验条件下的电渗加固软土的效果做出评估。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能电渗加固软粘土设备，其特征在于，由主体部分I和测量部分II构成：所述主体部分I包括试样室(1)、溶液室、电极、导管(13)和盖板；在试样室(1)的两端设有溶液室，在溶液室和试样室(1)之间设有电极，通过隔板(4)将溶液室与电极分隔开；所述溶液室包括阳极溶液室(2)和阴极溶液室(3)，在阴极溶液室(3)的底部中心设有一排水孔(7)，该排水孔(7)与导管(13)连接；所述测量部分II包括电源(10)、导线(11)和电流表(12)，通过导线(11)将电极与电源(10)连接，在电源(10)与阴极电极之间连接电流表(12)，在试样室(1)的侧向面板上布置温度测量孔(9)，在温度测量孔(9)的上方布置电压测量孔(8)。

【技术特征摘要】
1.多功能电渗加固软粘土设备，其特征在于，由主体部分I和测量部分II构成：所述主体部分I包括试样室(1)、溶液室、电极、导管(13)和盖板；在试样室(1)的两端设有溶液室，在溶液室和试样室(1)之间设有电极，通过隔板(4)将溶液室与电极分隔开；所述溶液室包括阳极溶液室(2)和阴极溶液室(3)，在阴极溶液室(3)的底部中心设有一排水孔(7)，该排水孔(7)与导管(13)连接；所述测量部分II包括电源(10)、导线(11)和电流表(12)，通过导线(11)将电极与电源(10)连接，在电源(10)与阴极电极之间连接电流表(12)，在试样室(1)的侧向面板上布置温度测量孔(9)，在温度测量孔(9)的上方布置电压测量孔(8)。2.根据权利要求1所述的多功能电渗加固软粘土设备，其特征在于，在电压测量孔(8)和温度测量孔(9)中旋入宝塔接头(15)，通过宝塔接头(15)将传感器或探针插入试样。3.根据权利要求1所述的多功能电渗加固软粘土设备，其特征在于，在电极与隔板(4)之间还设有滤纸。4.根据权利要求1所述的多功能电渗加固软粘土设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐小微，田志锋，薛志佳，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21