一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法技术

本发明专利技术公开了一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，包括：步骤S1，在预制土箱内铺设工作垫层，并在工作垫层之上布置排水组件；步骤S2，在排水组件上方均匀铺设电渗排水板一；步骤S3，调整黏土颗粒含水量后分层入箱夯实；步骤S4，在黏土土体顶部均匀铺设电渗排水板二，并压载；步骤S5，调整直流电柜电流控制电渗过程，同时进行真空抽气排水；步骤S6，当黏土土体沉降稳定并且电流减弱到控制值时，停止操作，进行标准贯入试验检测。本发明专利技术制备超硬质黏土的方法，未添加任何外加剂和其它类土体，能够满足试验室制备高强度的超硬质黏土要求，土体标贯击数高，整体性好、均匀性好，无裂纹。无裂纹。无裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法


[0001]本专利技术涉及超硬质黏土
，特别是涉及一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法。

技术介绍

[0002]在实际疏浚工程中，会遇到各种不同的疏浚土质，土的性质会影响疏浚效率以及疏浚效果，为研究不同土体对疏浚效率的影响、疏浚机具的选型以及疏浚参数的设定，需要在试验室重塑出不同特性的土体，制备出与天然土体性状一致或尽可能接近的试验土。
[0003]目前，试验室制备土体大多为砂土、粉土的重塑，对于黏土基本为软塑～可塑状态的重塑，其标贯击数一般不超过15击。对于超硬质黏土，标贯击数达25击，黏土状态为硬塑或坚硬状态，制备难度增大。
[0004]由于黏土颗粒粒径较小，小于0.005mm的黏粒占比高，固结系数低，渗透性能差，导致重塑高强度、低含水量的超硬质黏土难度大，采用常规堆载预压、真空预压、夯击密实等方式难以达到强度要求，且会造成土体的不均匀性、易开裂等问题，影响试验土的使用。因此，能否制备符合要求的土体一直是制约疏浚技术研究的关键因素，但目前还没有一种更好的方法能够快速重塑超硬质黏土，保证其均匀性且不开裂，满足疏浚刀具切削试验的用途，并且制备工期短、土体强度可控。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有技术存在的问题，提供了一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，该方法能够满足试验室制备高强度的超硬质黏土要求，使得土体标贯击数高，整体性好、均匀性好，无裂纹。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1，在预制土箱内铺设工作垫层，并在工作垫层之上布置排水组件，排水组件的排水管从预制土箱一侧边缘竖直引出，连接至真空抽排水泵；其中，排水管的水平段设置有进水孔；
[0008]步骤S2，在排水管的水平段周围铺设一定厚度的中粗砂垫层，在中粗砂垫层上铺设一层土工布二，再在土工布二上均匀铺设电渗排水板一，并将各个电渗排水板一的电极引线与直流电柜的一外接导线相连；
[0009]步骤S3，调整黏土颗粒含水量至最佳含水量，之后盛入密封袋内闷养，再分层填入预制土箱内并夯实，直至达到黏土土体要求高度；
[0010]步骤S4，在黏土土体顶部均匀铺设电渗排水板二，并将各个电渗排水板二的电极引线与直流电柜的另一外接导线相连，形成电渗加压回路，之后再在顶部铺设一层土工布三并压载；
[0011]步骤S5，调整直流电柜电压值，同时进行真空抽气排水；
[0012]步骤S6，当黏土土体沉降稳定并且电流减弱到控制值时，停止操作，进行标准贯入
试验检测。
[0013]优选的，步骤S1中，所述排水组件包括多个排水管以及真空抽排水泵，各个排水管之间间隔均匀布设；所述排水管包括水平段排水管和竖直段排水管，所述水平段排水管在预制土箱边缘连接竖直段排水管；所述水平段排水管的管壁间隔一定距离设置圆形进水孔，通长范围包裹两层滤网；所述竖直段排水管的管壁无圆形进水孔，各个竖直段排水管顶部与真空抽排水泵的进水口相连。
[0014]优选的，步骤S1中，所述工作垫层具体包括一层土工布一和一层位于土工布一之上的土工膜。
[0015]优选的，步骤S2中，所述电渗排水板一由滤布和滤板组成，所述滤布包裹在滤板的外表面，所述电渗排水板一内部具有通长方向的两根电极引线；电渗排水板一等间距布满土体底部。
[0016]优选的，步骤S3中，黏土颗粒的最佳含水量为塑限w
p
±
2％；黏土颗粒首先进行击实试验，得出最佳含水量；制备时均匀搅拌，之后盛入塑料密封袋内闷养5日。
[0017]优选的，步骤S3中，黏土颗粒分层填入预制土箱时，每层填料厚度控制在18～22cm，且在上层黏土颗粒填入前将下层黏土颗粒顶面拉毛处理。
[0018]优选的，步骤S3中，夯实黏土颗粒时采用夯实机具由四周向中间转圈夯实，夯击痕迹要重叠，夯击遍数不小于6遍。
[0019]优选的，在步骤S4中，所述电渗排水板二的结构和电渗排水板一的结构相同，电渗排水板二等间距布满土体顶部；压载采用袋装碎石加压，不小于20kPa。
[0020]优选的，步骤S5中，所述直流电柜采用可调节式交流转直流电柜；启动直流电柜的同时进行真空抽气。
[0021]优选的，步骤S6中，土体沉降稳定是指超硬质黏土顶部沉降速度小于预设速度值；电流减弱到控制值是指电渗电流值减小到预设电流值。
[0022]相对于现有技术，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0023]1、本专利技术的方法通过夯击密实法将黏土颗粒初步压实，再利用电渗原理促使土体中弱结合水及自由水流动，增大了渗流速度，极大地加快了土体中水分的排出，同时配合土体底部真空抽气设备排水并且在上部压载的作用下，使土体进一步固结密实，从而达到黏土密实作用，减少了孔隙率和含水量，增加了标贯击数。
[0024]2、本专利技术提供的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，经过实践检验，是一种科学合理的制备超硬质黏土的方法，未添加任何外加剂和其它类土体，可以制备土体标贯击数高、整体性好、均匀性好、无裂纹、能够满足疏浚刀具切削试验用途的超硬质黏土，并且制备工期短、土体强度可控，能够满足试验室制备高强度的超硬质黏土要求，具有重大的实践意义。
[0025]3、本专利技术提供的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，具有快速高效、适用高强度黏土制备的特点，且不破坏土体内部结构，制备的超硬质黏土能够满足疏浚刀具切削试验。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述
中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例提供的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法的流程图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法的平面示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例提供的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法的立面结构示意图；
[0030]图4为图3中A部分的放大结构示意图；
[0031]图5是本专利技术实施例提供的电渗排水板一的结构示意图。
[0032]图中：1、预制土箱；2、土工布一；3、土工膜；4、水平段排水管；401、进水孔；402、滤网；5、竖直段排水管；6、水泵进水管；7、中粗砂垫层；8、土工布二；9、电渗排水板一；901、滤布；902、滤板；903、电极引线；10、真空抽排水泵；11、阴极导线；12、阳极导线；13、直流电柜；14、土工布三；15、压载；16、电渗排水板二；100、黏土。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1，在预制土箱内铺设工作垫层，并在工作垫层之上布置排水组件，排水组件的排水管从预制土箱一侧边缘竖直引出，连接至真空抽排水泵；其中，排水管的水平段设置有进水孔；步骤S2，在排水管的水平段周围铺设一定厚度的中粗砂垫层，在中粗砂垫层上铺设一层土工布二，再在土工布二上均匀铺设电渗排水板一，并将各个电渗排水板一的电极引线与直流电柜的一外接导线相连；步骤S3，调整黏土颗粒含水量至最佳含水量，之后盛入密封袋内闷养，再分层填入预制土箱内并夯实，直至达到黏土土体要求高度；步骤S4，在黏土土体顶部均匀铺设电渗排水板二，并将各个电渗排水板二的电极引线与直流电柜的另一外接导线相连，形成电渗加压回路，之后再在顶部铺设一层土工布三并压载；步骤S5，调整直流电柜电压值，同时进行真空抽气排水；步骤S6，当黏土土体沉降稳定并且电流减弱到控制值时，停止操作，进行标准贯入试验检测。2.根据权利要求1所述的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，其特征在于，步骤S1中，所述排水组件包括多个排水管以及真空抽排水泵，各个排水管之间间隔均匀布设；所述排水管包括水平段排水管和竖直段排水管，所述水平段排水管在预制土箱边缘连接竖直段排水管；所述水平段排水管的管壁间隔一定距离设置圆形进水孔，通长范围包裹两层滤网；所述竖直段排水管的管壁无圆形进水孔，各个竖直段排水管顶部与真空抽排水泵的进水口相连。3.根据权利要求1所述的制备超硬质黏土的深度脱水干化方法，其特征在于，步骤S1中，所述工作垫层具体包括一层土工布一和一层位于土工布一之上的土工膜。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭喜亮，陈浩，李章超，杨正军，郑选斌，郭志勇，
申请(专利权)人：中交天津航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：