CN103174128B - 土遗址电动控制防潮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土遗址电动控制防潮方法，包括以下步骤：确定土遗址范围，根据遗址尺寸确定电极间距；用钻机在上述确定的土遗址范围内打孔，并将电极布置在该孔中，并将阳极布置在阴极的上方；将上述阴、阳电极分别连接到直流电源的负极和正极，并在电路中串联一个电流表；在上述阴、阳电极之间等距离布置含水率检测探头；当含水率检测探头所测含水率处于设定值时，则使阴阳电极通电，使土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，抑制土遗址中的水分，当电流表读数趋于零时，则停止通电。从而达到了抑制土遗址中的水分、使土遗址的水分达到动态平衡的目的。
Description
技术领域
本发明涉及土遗址保护领域，具体地，涉及一种土遗址电动控制防潮方法。
背景技术
土遗址是人类活动遗留下的由土和以土为主的遗迹和遗物，具有科学性、历史性、艺术性、不可再生性，一旦破坏，就成为永久性损失。水是土遗址保护的最大问题，水可以直接或间接引发土遗址发生病变，因此控制潮湿土遗址含水率一直是文物保护的重点及难点。
在专利号CN1912316中，公开了一种潮湿环境下土遗址异地保护加固方法，即在土遗址表面喷洒水溶性硅丙或氟硅树脂表面加固；对流塑态淤泥层用高分子水泥浆料封堵外壁，注入水溶性聚氨酯化学材料，或对可塑态淤泥层注入无机加固材料；平板锹对土遗址四壁进行切割；用千斤顶将钢板材插入遗址基层底部，再将槽钢沿导槽、导板依次顶入土遗址底部，将槽钢、钢板焊接成一体；在土遗址表面及遗物上用高分子材料发泡固形。此技术方案虽解决了破坏文物、潮湿土干燥变形等问题。但只是对破坏了的土遗址进行修复，并未从本质上解决潮湿土遗址保护问题，土遗址破坏的本质是水害，即地下水毛细作用使水分沿着孔隙上升，造成对潮湿土遗址的破坏。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种土遗址电动控制防潮方法，以实现抑制土遗址中的水分、使土遗址的水分达到动态平衡的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种土遗址电动控制防潮方法，包括以下步骤：
确定土遗址范围，根据遗址尺寸确定电极间距；
用钻机在上述确定的土遗址范围内打孔，并将电极布置在该孔中，并将阳极布置在阴极的上方；
将上述阴、阳电极分别连接到直流电源的负极和正极，并在电路中串联一个电流表；
在上述阴、阳电极之间等距离布置含水率检测探头；
当含水率检测探头所测含水率处于设定值时，则使阴阳电极通电，使土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，抑制土遗址中的水分，当电流表读数趋于零时，则停止通电。
根据本发明的优选实施例，所述电极采用掺碳纤维与土工织物制成。
根据本发明的优选实施例，所述电极的接线处套装有绝缘皮套。
根据本发明的优选实施例，所述含水率检测探头为土壤水分记录仪的水分探头。
根据本发明的优选实施例，上述电极的直径为1.5mm，长度为50cm。
本发明的技术方案，采用电渗原理，通过在土遗址中建立电场，使土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，水分从阳极流向阴极，抑制潮湿土遗址中毛细作用下地下水沿孔隙通道上升，将潮湿土遗址含水率控制在一定范围内，从而达到了抑制土遗址中的水分、使土遗址的水分达到动态平衡的目的。电极采用采用掺碳纤维与土工织物制成，有效防止了由于电极腐蚀造成的地下水污染问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例所述的土遗址电动控制防潮方法使用装备的横剖视结构示意图；
图2为本发明实施例所述的土遗址电动控制防潮方法使用装备的纵剖视结构示意图；
图3为本发明实施例所述的土遗址电动控制防潮方法中电极的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的土遗址中电渗现象示意图，即加直流电场后土中水分定向移动示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-电极；2-电缆线；3-电流表；4-含水率检测探头；5-直流电源；6-绝缘皮套；7-围栏和警示牌；8-掺碳纤维塑料丝；9-土工织物；10-潮湿土遗址。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种土遗址电动控制防潮方法，包括以下步骤：确定土遗址范围，根据遗址尺寸确定电极间距；用钻机在确定的土遗址范围内打孔，并将电极布置在该孔中，并将阳极布置在阴极的上方；将阴、阳电极分别连接到直流电源的负极和正极，并在电路中串联一个电流表；在阴、阳电极之间等距离布置含水率检测探头；当含水率检测探头所测含水率处于设定值时，此设定值根据该遗址土的塑限、液限和塑性指数而定。
比如杭州良渚土遗址塑限21.14%-22.16%，液限38.69%-40.34%，再考虑液性指数 ，确定出含水率设定值为25.5%。潮湿环境下南京大报恩寺遗址地宫塑16.19%-19.54%，液限36.05%-42.30%，再考虑液性指数，确定出含水率设定值为23.7%。当最上层探头所测含水率为该遗址土的塑限时，进行通电。不同层位上的探头目的是可以观测到整体土遗址中水分的运移情况，同时确定最上层所测含水率的准确性。则使阴阳电极通电，使土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，抑制土遗址中的水分，当电流表读数趋于零时，则停止通电。
其中，电极采用掺碳纤维与土工织物制成。电极的接线处套装有绝缘皮套。含水率检测探头为土壤水分记录仪的水分探头。主要是不锈钢探针，可以长期埋设于土遗址中。通过设定读数间隔时间，对土遗址竖向不同层位上含水率进行测量，并读数，从而决定电渗的间歇通电。探头通过电缆线与电脑连接，可将数据直接传送到电脑，从而在室内就可控制土遗址中水分运移，达到保护作用。
如图1、图2所示，在土遗址上设置10根电极，5根作为阳极并列排列在5根阴极的上方，在5根阴极电极和5根阳极电极之间布置多个水分探头。5根阳极电极并联在直流电源的正极，5根阴极电极并联在负极上，在阳极电极于直流电源之间的导线上串联电流表。并在控制含水率范围周边建立围栏和警示牌。
如图3所示电极的直径为1.5mm，长度为50cm。在电极露头处套上绝缘皮套。阴、阳电极采用掺碳纤维与土工织物制成，根据遗址尺寸确定电极间距和电极的工作长度，为了方便电极与电缆连接，将电极露出遗址若干厘米。
在直流电场力作用下，发生的化学反应如下公式所示：
在阳极
在阴极 。
图4为遗址土内部电渗现象的示意图。当遗址土中孔隙管道内充满水，在固液相边界处会产生双电层，粘土颗粒带有负电荷，管道中水分和具有正电荷的阳离子紧密吸附在孔隙管道表面。当在土遗址中加入直流电场，遗址土内部孔隙中水受到直流电场作用，从阳极向阴极定向移动，产生电渗现象。从而达到应用电化学方法，控制土遗址水分，最终达到防潮目的。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种土遗址电动控制防潮方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定土遗址范围，根据遗址尺寸确定电极间距，所述电极采用掺碳纤维与土工织物制成，所述电极的直径为1.5mm，长度为50cm；
用钻机在上述确定的土遗址范围内打孔，并将电极布置在该孔中，并将阳极布置在阴极的上方；
将上述阴、阳电极分别连接到直流电源的负极和正极，并在电路中串联一个电流表；
在上述阴、阳电极之间等距离布置含水率检测探头；
含水率检测探头为土壤水分记录仪的水分探头，通过设定读数间隔时间，对土遗址竖向不同层位上含水率进行测量，并读数，从而决定电渗的间歇通电；
当含水率检测探头所测含水率处于设定值时，则使阴阳电极通电，使土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，抑制土遗址中的水分，当电流表读数趋于零时，则停止通电；
土遗址中水分受到电场作用产生电渗现象，水分从阳极流向阴极，抑制潮湿土遗址中毛细作用下地下水沿孔隙通道上升，将潮湿土遗址含水率控制在一定范围内，从而达到了抑制土遗址中的水分、使土遗址的水分达到动态平衡的目的。
2.根据权利要求1所述的土遗址电动控制防潮方法，其特征在于，所述电极的接线处套装有绝缘皮套。
3.根据权利要求1所述的土遗址电动控制防潮方法，其特征在于，所述含水率检测探头为土壤水分记录仪的水分探头。
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