CN105923956A - 可移动式太阳能电渗加固软土装置系统及其使用方法 - Google Patents

可移动式太阳能电渗加固软土装置系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，包括太阳能发电系统、若干对电极、排水装置和支架；电极为中空电极，每对电极包括阴电极和阳电极，阴电极和阳电极嵌入软土，阴电极嵌入软土的部分表面设置有渗水孔，排水装置与阴电极连通，支架设置在软土上方，太阳能发电系统通过移动机构设置在支架上，太阳能发电系统下方设置有若干对伸缩杆，每对伸缩杆包括阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，阳极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阳极连接，阴极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阴极连接。同时也公开了该系统的使用方法。本发明具有能量捕获转化高效，二氧化碳排放量少，绿色环保，可移动能力大、拆卸方便、实用性强等优点。

Description

可移动式太阳能电渗加固软土装置系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种可移动式太阳能电渗加固软土装置系统及其使用方法，属于软土加固技术领域。
背景技术
根据调查，我国每年都有大量的疏浚淤泥需要处理，据不完全统计，我国每年废弃的疏浚淤泥达1亿m³以上，而如果处理得当，就可以使淤泥变废为宝，现今使用较为广泛的方法是利用疏浚淤泥作为海岸工程建设的地基材料来源。电渗法是一种传统的地基处理方法，其主要原理是在电场作用下，土壤中的阳离子通过黏滞效应拖曳水分子向阴极运动，这种方法在工程中不受淤泥特殊性质的影响，有着加固速度快、对细颗粒低渗透性土有良好的加固效果等诸多优点，成为了淤泥质地基加固处理中的重要措施。然而，电渗法大部分的电能损耗在了土体中的电阻上，使得耗电量非常大，二氧化碳排放量高，导致该方法不能大范围实际应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可移动式太阳能电渗加固软土装置系统及其使用方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，包括太阳能发电系统、若干对电极、排水装置和支架；所述电极为中空电极，每对电极包括阴电极和阳电极，所述阴电极和阳电极嵌入软土，所述阴电极嵌入软土的部分表面设置有渗水孔，所述排水装置与阴电极连通，所述支架设置在软土上方，所述太阳能发电系统通过移动机构设置在支架上，所述太阳能发电系统在移动机构的带动下在支架上移动，所述太阳能发电系统下方设置有若干对伸缩杆，每对伸缩杆包括阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，阳极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阳极连接，阴极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阴极连接，在电渗加固软土时，阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极接触。
还包括检测系统，所述检测系统包括电势测针、电流表和电压表，所述电势测针与电极并联，所述电流表串联在蓄电池与伸缩杆之间，所述电压表并接在蓄电池两端。
所述太阳能发电系统的太阳能电池板设置在追日云台上，所述追日云台可自动调节太阳能电池板的方位角和俯仰角。
所述支架上设置有控制移动机构移动和控制伸缩杆伸缩的控制器。
所述移动机构包括若干设置在太阳能发电系统上的滑轮，若干设置在支架上的滑轮以及穿在滑轮上的绳索。
所述排水装置通过不导电管与阴电极连通。
所述阴电极设有渗水孔的表面包裹有无纺布。
所述阴电极为中空十字金属管，排水装置与阴电极的横管口连通。
可移动式太阳能电渗加固软土装置系统的使用方法，包括以下步骤，
步骤1，在软土上方设置支架，通过移动机构，将太阳能发电系统设置在支架上；
步骤2，将阴电极和阳电极嵌入软土；
步骤3，将排水装置与阴电极连通；
步骤4，控制太阳能发电系统移动到适当的位置，下降阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，使阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极接触，通电对软土进行电渗；
步骤5，开启排水装置，将阴电极内汇聚的水抽出；
步骤6，查看电流表，当电流值趋于稳定时，断电并上升阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，关闭排水装置；
步骤7，重复步骤4-6，直至完成区域中软土的加固。
当电压表达到最大值时，检查电极状况，更换断开的电极。
本发明所达到的有益效果：本发明从新兴能源太阳能出发，将太阳能发电技术应用到电渗法上来，同时考虑到实际工程中疏浚淤泥分布面积广的特点，提出一种可移动式的太阳能电渗工程加固系统和使用该系统的方法，具有能量捕获转化高效，二氧化碳排放量少，绿色环保，可移动能力大、拆卸方便、实用性强等优点。
附图说明
图1为本发明系统的正视图。
图2为本发明系统的俯视图。
图3为本发明阴电极的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和2所示，可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，包括太阳能发电系统、若干对电极21、排水装置32、支架51和检测系统。
上述支架51为金属架，可采用钢架、铁架、铝架中的一种。
太阳能发电系统除了常见的太阳能电池板11和蓄电池13外，还包括追日云台12，太阳能电池板11设置在追日云台12上，追日云台12可自动调节太阳能电池板11的方位角和俯仰角，实现太阳光垂直入射于太阳能电池板11。
电极21为中空电极21，每对电极21包括阴电极22和阳电极，阴电极22为中空十字金属管，阳电极为圆柱形中空金属管。
具体连接结构如下：
阴电极22和阳电极嵌入软土6，阴电极22嵌入软土6的部分表面设置有渗水孔24，阴电极22设有渗水孔24的表面包裹有无纺布23，排水装置32通过不导电管31（可采用塑料软管）与阴电极22的横管口连通，支架51设置在软土6上方，太阳能发电系统通过移动机构设置在支架51上，太阳能发电系统在移动机构的带动下在支架51上移动，移动机构包括若干设置在太阳能发电系统上的滑轮53，若干设置在支架51上的滑轮53以及穿在滑轮53上的绳索52，太阳能发电系统下方设置有若干对伸缩杆55，每对伸缩杆55包括阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，阳极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池13的阳极连接，阴极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池13的阴极连接，在电渗加固软土6时，阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极22接触，支架51上设置有控制移动机构移动和控制伸缩杆55伸缩的控制器54，检测系统包括电势测针41、电流表42和电压表43，电势测针41与电极21并联，电流表42串联在蓄电池13与伸缩杆55之间，电压表43并接在蓄电池13两端。
上述系统的使用方法，包括以下步骤：
步骤1，在软土6上方设置支架51，通过移动机构，将太阳能发电系统设置在支架51上。
步骤2，将阴电极22和阳电极嵌入软土6，入土深度不少于6m，阴电极22间距不少于4m，阳电极间距不少于4m，电极21间有效电压不小于30V/m。
步骤3，将排水装置32与阴电极22连通。
步骤4，控制太阳能发电系统移动到适当的位置，下降阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，使阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极22接触，通电对软土6进行电渗。
步骤5，开启排水装置32，将阴电极22内汇聚的水抽出。
步骤6，查看电流表42，当电流值趋于稳定时，断电并上升阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，关闭排水装置32。
步骤7，重复步骤4-6，直至完成区域中软土6的加固。
当电压表43达到最大值时，检查电极21状况，更换断开的电极21。
本发明从新兴能源太阳能出发，将太阳能发电技术应用到电渗法上来，同时考虑到实际工程中疏浚淤泥分布面积广的特点，提出一种可移动式的太阳能电渗工程加固系统和使用该系统的方法，具有能量捕获转化高效，二氧化碳排放量少，绿色环保，可移动能力大、拆卸方便、实用性强等优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：包括太阳能发电系统、若干对电极、排水装置和支架；
所述电极为中空电极，每对电极包括阴电极和阳电极，所述阴电极和阳电极嵌入软土，所述阴电极嵌入软土的部分表面设置有渗水孔，所述排水装置与阴电极连通，所述支架设置在软土上方，所述太阳能发电系统通过移动机构设置在支架上，所述太阳能发电系统在移动机构的带动下在支架上移动，所述太阳能发电系统下方设置有若干对伸缩杆，每对伸缩杆包括阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，阳极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阳极连接，阴极伸缩杆与太阳能发电系统蓄电池的阴极连接，在电渗加固软土时，阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极接触。
2.根据权利要求1所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：还包括检测系统，所述检测系统包括电势测针、电流表和电压表，所述电势测针与电极并联，所述电流表串联在蓄电池与伸缩杆之间，所述电压表并接在蓄电池两端。
3.根据权利要求1所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述太阳能发电系统的太阳能电池板设置在追日云台上，所述追日云台可自动调节太阳能电池板的方位角和俯仰角。
4.根据权利要求1所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述支架上设置有控制移动机构移动和控制伸缩杆伸缩的控制器。
5.根据权利要求1所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述移动机构包括若干设置在太阳能发电系统上的滑轮，若干设置在支架上的滑轮以及穿在滑轮上的绳索。
6.根据权利要求1所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述排水装置通过不导电管与阴电极连通。
7.根据权利要求1或6所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述阴电极设有渗水孔的表面包裹有无纺布。
8.根据权利要求7所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统，其特征在于：所述阴电极为中空十字金属管，排水装置与阴电极的横管口连通。
9.基于权利要求2所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1，在软土上方设置支架，通过移动机构，将太阳能发电系统设置在支架上；
步骤2，将阴电极和阳电极嵌入软土；
步骤3，将排水装置与阴电极连通；
步骤4，控制太阳能发电系统移动到适当的位置，下降阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，使阳极伸缩杆与阳电极接触，阴极伸缩杆与阴电极接触，通电对软土进行电渗；
步骤5，开启排水装置，将阴电极内汇聚的水抽出；
步骤6，查看电流表，当电流值趋于稳定时，断电并上升阴极伸缩杆和阳极伸缩杆，关闭排水装置；
步骤7，重复步骤4-6，直至完成区域中软土的加固。
10.基于权利要求9所述的可移动式太阳能电渗加固软土装置系统的使用方法，其特征在于：当电压表达到最大值时，检查电极状况，更换断开的电极。
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