CN205444163U - 一种将电能分布至土体深处的电渗电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种将电能分布至土体深处的电渗电极，包括导电排水板，其特征在于，所述导电排水板包括两面设有纵向排水槽的导电基板，所述导电基板内设有纵向导电丝，所述导电丝纵向间隔连接电源导线。本实用新型结构简单、使用方便，整个电渗电极上下流通均匀的电流，使电场分布均匀，避免了电势沿着深度方向损失，提升了土体深处的排水效果。

Description

一种将电能分布至土体深处的电渗电极

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体地指一种将电能分布至土体深处的电渗电极。

背景技术

随着对环境问题的日益重视以及对土地资源需求的日益增长，快速有效地对吹填淤泥进行排水固结成为一项亟待解决的问题。传统的排水固结方法对于吹填淤泥这种高含水量、低水力渗透性的细颗粒材料来说，都存在困难。传统方法主要有堆载预压、真空预压、强夯以及这三种方法的各种组合。堆载预压法主要困难在于速度太慢，并且需要大量的土石方做为堆载，堆载预压法常常需要数年时间，才能达到80％以上的固结度。真空预压法主要困难在于只能在吹填淤泥表层约1m的范围内形成硬壳层，对于深层的软土几乎没有固结效果。强夯法对于吹填软土，易形成“弹簧土”，夯锤的能量以波动形式损耗，排水固结效果很差。

对于吹填淤泥，电渗法是一种很有潜力的排水固结方法。然而，采用现有的电渗电极对深层淤泥的进行电渗排水固结，仍然存在一定的困难，其固结效果沿深度方向递减，若吹填淤泥深度超过5m，固结效果不理想。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种将电能分布至土体深处的电渗电极，提高电渗法中土层深处排水固结效果。

本实用新型的技术方案为：一种将电能分布至土体深处的电渗电极，包括导电排水板，其特征在于，所述导电排水板包括两面设有纵向排水槽的导电基板，所述导电基板内设有纵向的导电丝，所述导电丝纵向间隔连接电源导线。

优选的，所述导电排水板表面和底部包裹导电土工织物滤层。

优选的，所述导电基板内至少设有两根导电丝，所述导电丝沿导电排水板横向对称分布并轴向贯穿整个导电排水板。

进一步的，所述导电丝在距导电排水板底部或顶部纵向距离相同处利用导线连成一体并连接电源导线。

优选的，所述导电排水板纵向间隔设置非导电排水板使导电排水板形成分级式导电排水板，所述分级式导电排水板包括两面设有纵向的排水槽的分级式导电基板，所述非导电排水板包括两面设有纵向的排水槽的非导电基板。

进一步的，所述非导电排水板位于导电排水板纵向间隔连接电源导线处之间。

进一步的，所述分级式导电排水板与非导电排水板间采用粘接或一体成型。

进一步的，所述非导电排水板上的排水槽与分级导电排水板上的排水槽相对应。

进一步的，所述分级式导电排水板表面对应包裹导电土工织物滤层；所述非导电排水板表面对应包裹非导电土工织物滤层。

优选的，还包括导电排水管，所述导电排水管周围间隔连接导电排水板，所述导电排水管内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。

进一步的，所述导电排水管上开有排水孔。

进一步的，所述导电排水板的导电丝设置在导电排水板与导电排水管连接处或者导电排水板横向中点处且轴向贯穿整个导电排水板。

更进一步的，所述导电排水管内设有导电丝，所述导电丝对称分布于导电排水管管壁内并轴向贯穿整个导电排水管。导电排水板内导电丝与导电排水管内导电丝可任意设置，只要在导电排水板与导电排水管连接处不重复设置即可。

更进一步的，所述导电排水管内导电丝、导电排水板内导电丝在距导电排水板底部或顶部纵向距离相同处利用导线连成一体并连接电源导线。

进一步的，所述导电排水管内设有未开孔的非导电塑料内管。

本实用新型中，导电排水板上导电丝纵向间隔连接电源进行电势补充，避免了现有技术中由于土体电阻和传导距离的因素导致电势沿着深度方向损失，使同一导电排水板即使在最深的土层处也能保持与上方土层处同样的电势。当采用导电排水板纵向间隔设置非导电排水板时，利用间隔的非导电排水板将导电排水板分级，使每级导电排水板接通不同或相同的电源，根据施工情况调节各级导电排水板的电势。

板状电极有效过电面积大于管状电极，同样电势下进行电渗的电流优于管状电极，而管状电极的排水通道大于板状电极，所以将导电排水板中间设有纵向的导电排水管形成导电板管，将管状电极与板状电极的优点相结合，同时导电排水管与导电排水板中在距排水板底部或顶部纵向距离相同处利用导线连成一体，再连接电源弥补了电势沿着深度方向损失。

本实用新型结构简单、使用方便，整个电渗电极上下流通均匀的电流，使电场分布均匀，避免了电势沿着深度方向损失，提升了土体深处的排水效果。

附图说明

图1为导电排水板结构示意图

图2为导电排水板使用状态示意图

图3为非导电排水板结构示意图

图4为分级式导电排水板结构示意图

图5为导电排水板与非导电板连接结构示意图

图6为实施例3中导电板管结构示意图

图7为实施例3中导电板管导线连接示意图

图8为实施例4中内设非导电塑料内管的导电板管导线连接示意图

图9为实施例5中导电板管结构示意图

图10为实施例5中导电板管导线连接示意图

图11为实施例6中导电板管结构示意图

其中：1.导电排水板11.导电基板12.排水槽13.导电丝2.非导电排水板21.非导电基板22.排水槽3.分级式导电排水板31.分级式导电基板32.排水槽33.导电丝4.导电排水管41.排水孔42.排水槽43.导电丝5.非导电塑料内管6.导线7.土工织物滤层71.导电土工织物滤层72.非导电土工织物滤层8.排水板管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，导电排水板1由导电塑料制成。导电排水板1包括导电基板11，导电基板11两面均匀间隔设有纵向的排水槽12，本实施例中为导电基板11内横向两侧对称设有两根导电丝13(可根据情况均匀间隔设置多根导电丝，不限于两根)，导电丝13为铜丝，直径为1～2mm，导电丝13轴向贯穿整个导电排水板1。导电排水板1宽约10cm，厚约1～2mm。

如图2所示，使用时将导电排水板1表面和底部包裹导电土工织物滤层71。导电土工织物滤层71与排水槽12形成排水通道，两根导电丝13在距导电排水板1顶部纵向距离(离地表深度)相同处利用导线6连成一体并连接同一电源导线，导电排水板1上两根导电丝13从下至上纵向均匀间隔连接电压相同的电源导线。

当电源开启时导电排水板1上通电时形成电场，由于导电排水板1纵向均匀间隔连接电压相同的电源，对土层下方衰减的电势进行补充，避免了土层深处导电排水板1的电势沿着深度方向损失，使两根导电丝13从上至下电流均一，导电丝13对称分布使整个导电排水板1形成均匀分布的电场。水流通过电场的作用而穿透导电土工织物滤层71，进入导电土工织物滤层71与排水槽12形成的排水通道，导电排水板1上端连接抽真空装置，将水流竖直向上排出土体。

实施例2

如图3所示，非导电排水板2由非导电塑料制成，非导电排水板2包括两面设有纵向的排水槽22的非导电基板21。

导电排水板1纵向间隔设置非导电排水板2使导电排水板1形成分级式导电排水板3。如图4所示，分级式导电排水板3包括两面设有纵向的排水槽32的分级式导电基板31，本实施例中分级式导电基板31内横向两侧对称设有两根导电丝33，(可根据情况设置多根导电丝，不限于两根)导电丝33为铜丝，直径为1～2mm，导电丝33轴向贯穿整个分级式导电排水板3。分级式导电排水板3宽约10cm，厚约1～2mm。非导电排水板2除内部无导电丝外，横截面形状与分级式导电排水板3相同，即分级式导电基板31及两面的排水槽32分别与非导电基板21及两面的排水槽22形状对应相同，但分级式导电排水板3与非导电排水板2的纵向长度可根据情况设定为相同或不同，本实施例中设定为相同。将分级式导电排水板3两根导电丝33的下端用导线6连接一体并连接电源导线。

如图5所示，从下至上从分级式导电排水板3开始将多根分级式导电排水板3与非导电排水板2交错连接，本实施例中相邻分级式导电排水板3与非导电排水板2之间端面采用粘接，也可以在生产时将多根导电排水板3与非导电排水板2一体成型且交错排列。粘接时相邻分级式导电排水板3与非导电排水板2间，分级式导电基板31与非导电基板21边缘对齐，排水槽32与排水槽22边缘对齐，边缘对齐是为了保证从下至上排水通道的流畅。

将分级式导电排水板3与非导电排水板2连接后将分级式导电排水板3与非导电排水板2作为整体，整体结构表面和底部包裹由导电土工织物滤层71、非导电土工织物滤层72交替连接制成的套筒型土工织物滤层7，其中导电土工织物滤层71对应包裹分级式导电排水板3及整体结构的底部；非导电土工织物滤层72对应包裹非导电排水板2。土工织物滤层7与排水槽32、排水槽22形成从下至上贯通的排水通道。

从下至上各分级式导电排水板3可以采用电压相同的电源也可以根据情况选择不同电源，比如通电电压为纵向由下向上逐渐减小的梯度设置。当各分级式导电排水板3采用电压相同的电源时，电源开启各分级式导电排水板3上通电时形成电场，水流通过电场的作用而穿透土工织物滤层7，进入土工织物滤层7与排水槽12形成的排水通道，分级式导电排水板3与非导电排水板2作为整体的最上方连接抽真空装置，水流竖直向上排出土体。

当各分级式导电排水板3采用由下向上逐渐减小的梯度设置时，分级式导电排水板3通电后与其上方的分级式导电排水板3形成从下至上的电场；分级式导电排水板3与非导电排水板2作为整体的最上方连接抽真空装置，水流通过电场的作用有向上流动的趋势，并在真空作用下，穿透土工织物滤层7，从排水通道向上直接流至分级式导电排水板3与非导电排水板2整体顶部后排出土体。

实施例3

如图6所示，采用结构与实施例1相同的导电排水板1，导电排水板1对称设置在导电排水管4直径两侧形成导电板管8，两侧的导电排水板1沿导电排水管径向向外延伸。导电排水管4与导电排水板1的上下端平齐。导电排水管4与导电排水板1的材料相同且一体成型，导电排水管4内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽42，排水孔41设置在管壁未开槽处，排水孔41沿管壁圆周均匀间隔设置，排水孔41沿轴向等距离重复设置。

两侧的导电排水板1管壁内均设有一根导电丝13，导电丝为铜丝，直径1mm。导电丝13设置在导电排水板1与导电排水管4连接处且轴向贯穿整个导电板管8。

如图7所示，使用时将导电板管8表面包裹导电土工织物滤层71，导电土工织物滤层71与排水槽12、排水槽42形成排水通道，两根导电丝13在距导电板管8顶部纵向距离(离地表深度)相同处利用导线6连成一体并连接同一电源导线，导电板管8上两根导电丝13从下至上纵向均匀间隔连接电压相同的电源。

当电源开启时导电板管8上通电时形成电场，由于导电板管8纵向均匀间隔连接电压相同的电源，对土层下方衰减的电势进行补充，避免了土层深处导电板管8的电势沿着深度方向损失，使两根导电丝13从上至下电流均一，导电丝13对称分布使整个导电排水板1形成均匀分布的电场。水流通过电场的作用而穿透导电土工织物滤层71，从排水孔41进入导电排水管4的管状排水通道，导电板管8上端连接抽真空装置，竖直向上流至导电板管8顶部从而排出土体；同时水流进入导电土工织物滤层71与排水槽12、导电排水管4外壁的排水槽42形成的排水通道，竖直向上流至导电板管8顶部排出土体。

实施例4

如图8所示，采用结构与实施例3中相同的导电板管8，导电板管8内同轴设有未开孔的非导电塑料内管5，非导电塑料内管5下端平齐于或高于导电板管8下端1～2mm。使用时将导电板管8表面包裹导电土工织物滤层71，导电板管8通电后形成电场，水流通过电场的作用而穿透导电土工织物滤层71，从排水孔41进入非导电塑料内管5与导电排水管4之间，非导电塑料内管5上端连接一套抽真空装置，从而将水流排出土体。同时导电板管8上端连接抽真空装置，水流进入导电土工织物滤层71与排水槽12、导电排水管4外壁的排水槽42形成的排水通道，竖直向上流至导电板管8顶部排出土体。

实施例5

如图9所示，导电板管8的结构与实施例3中相同，区别为导电排水板1内的导电丝13位于导电排水板1的横向中点处，且轴向贯穿整个导电排水板1；并且导电排水管4内设有两根导电丝43，两根导电丝43对称分布导电板管8中导电排水管4与两侧导电排水板1连接处并轴向贯穿整个导电板管8。四根导电丝(导电丝13、导电丝43)直径相同且水平方向经过同一条直线。

使用时将导电板管8表面包裹导电土工织物滤层71，导电土工织物滤层71与排水槽12、排水槽42形成排水通道，四根导电丝(导电丝13、导电丝43)在距导电板管8顶部纵向距离(离地表深度)相同处利用导线6连成一体并连接同一电源，导电板管8上四根导电丝(导电丝13、导电丝43)从下至上纵向均匀间隔连接电压相同的电源，连接方式如图10所示。

将导电排水管4、导电排水板1内均设置导电丝，使整个导电板管8处于均匀电场中，避免因其形状变化造成部分区域电场的减弱。当电源开启时导电板管8上通电时形成电场，使四根导电丝(导电丝13、导电丝43)从上至下电流均一，导电丝13、导电丝43对称分布使整个导电板管8形成均匀分布的电场。水流通过电场的作用而穿透导电土工织物滤层71，从排水孔41进入导电排水管4的管状排水通道，导电板管8上端连接抽真空装置，竖直向上流至导电板管8顶部从而排出土体；同时水流进入导电土工织物滤层71与排水槽12、导电排水管4外壁的排水槽42形成的排水通道，竖直向上流至导电板管8顶部排出土体。

导电板管8内还可以同轴设有未开孔的非导电塑料内管5，通电原理与实施例4相同，不再赘述。

实施例6

如图11所示，导电板管8的结构与实施例3中相同，区别为导电排水板1内的导电丝13位于导电排水板1的横向中点处，且轴向贯穿整个导电排水板1；且导电排水管4内设有两根导电丝43，两根导电丝43径向连线经过管心且垂直于两侧导电排水板1横向。四根导电丝(导电丝13之间、导电丝43之间)直径相同且水平方向连线形成十字型。

使用时将导电板管8表面包裹导电土工织物滤层71，导电土工织物滤层71与排水槽12、排水槽42形成排水通道，四根导电丝(导电丝13、导电丝43)在距导电板管8顶部纵向距离(离地表深度)相同处利用导线6连成一体并连接同一电源，导电板管8上四根导电丝(导电丝13、导电丝43)从下至上纵向均匀间隔连接电压相同的电源导线。

将导电排水管4、导电排水板1内均设置导电丝，使整个导电板管8处于立体均匀电场中，避免因其形状变化造成部分区域电场的减弱。当电源开启时导电板管8上通电时形成电场，使四根导电丝(导电丝13、导电丝43)从上至下电流均一，导电丝13、导电丝43对称分布使整个导电板管8形成均匀分布的电场。水流通过电场的作用而穿透导电土工织物滤层71，从排水孔41进入导电排水管4的管状排水通道，导电板管8上端连接抽真空装置，竖直向上流至导电板管8顶部从而排出土体；同时水流进入导电土工织物滤层71与排水槽12、导电排水管4外壁的排水槽42形成的排水通道，竖直向上流至导电板管8顶部排出土体。

导电板管8内可以同轴设有未开孔的非导电塑料内管5，排水原理与实施例4相同，不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种将电能分布至土体深处的电渗电极，包括导电排水板(1)，其特征在于，所述导电排水板(1)包括两面设有纵向排水槽(12)的导电基板(11)，所述导电基板(11)内设有纵向的导电丝(13)，所述导电丝(13)纵向间隔连接电源导线。

2.如权利要求1所述的的电渗电极，其特征在于，所述导电排水板(1)表面和底部包裹导电土工织物滤层(71)。

3.如权利要求1所述的电渗电极，其特征在于，所述导电基板(11)内至少设有两根导电丝(13)，所述导电丝(13)沿导电排水板(1)横向对称分布并轴向贯穿整个导电排水板(1)。

4.如权利要求3所述的电渗电极，其特征在于，所述导电丝(13)在距导电排水板(1)底部或顶部纵向距离相同处利用导线(6)连成一体并连接电源导线。

5.如权利要求1所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水板(1)纵向间隔设置非导电排水板(2)使导电排水板(1)形成分级式导电排水板(3)，所述分级式导电排水板(3)包括两面设有纵向排水槽(32)的分级式导电基板(31)，所述非导电排水板(2)包括两面设有纵向排水槽(22)的非导电基板(21)。

6.如权利要求5所述的电渗电极，其特征在于，所述非导电排水板(2)位于导电排水板(1)纵向间隔连接电源导线处之间。

7.如权利要求5所述的电渗电极，其特征在于，所述分级式导电排水板(3)与非导电排水板(2)间采用粘接或一体成型。

8.如权利要求5所述的电渗电极，其特征在于，所述非导电排水板(2)上的排水槽(22)与分级导电排水板(3)上的排水槽(32)相对应。

9.如权利要求5所述的电渗电极，其特征在于，所述分级式导电排水板(3)表面对应包裹导电土工织物滤层(71)；所述非导电排水板(2)表面对应包裹非导电土工织物滤层(72)。

10.如权利要求1或5所述的电渗电极，其特征在于，还包括导电排水管(4)，所述导电排水管(4)周围间隔连接导电排水板(1)，所述导电排水管(1)内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽(42)。

11.如权利要求10所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水管(4)上开有排水孔(41)。

12.如权利要求10所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水板(1)的导电丝(13)设置在导电排水板(1)与导电排水管(4)连接处或者导电排水板(1)横向中点处且轴向贯穿整个导电排水板(1)。

13.如权利要求12所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水管(4)内设有导电丝(43)，所述导电排水管(4)内导电丝(43)对称分布于管壁内并轴向贯穿整个导电排水管(4)。

14.如权利要求13所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水管(4)内导电丝(43)、导电排水板(1)内导电丝(13)在距导电排水板(1)底部或顶部纵向距离相同处利用导线(6)连成一体并连接电源导线。

15.如权利要求10所述的电渗电极，其特征在于，所述导电排水管(4)内设有未开孔的非导电塑料内管(5)。