SU1137155A1 - Способ электроосмотического упрочнени грунта - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТА, включающий погруж ение в грунт электродов, подачу на них напр женн  посто нного тока, отвод воды от катодного электрода и введение в грунт через анодный электрод воды одновременно с подачей на электроды напр жени , о т. л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности и физико-механических показателей грунта, воду ввод т в виде острого пара под давлением 0,4-0,5 МПа, причем введение пара осуществл ют:до момента достижени  наибольшей величины показател  i рН в отводимой от катодного электрода воде. (Л

Description

со

СП СП 1 Изобретение относитс  к строитель ству зданий и сооружений на слабых грунтах в частности к упрочнению грунтов электроосмотическим воздействием , / Известен способ электроосмотического упрочнени  грунту, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них переменного асимметрич ного тока, отвод воды от катодного инъектора (1 . Недостатком этого способа  вл етс  то, что при наложении асимметричного электрического тока на электроды из-за преимущественно, однонаправленного .градиента потенциалов между анодом и катодом грунт обезвоживаетс  в зоне анода и происходит затухание процесса. Кроме того, в меж- электродном пространстве формируютс  неоднородные зоны с различными физико-механическими свойствами. Наиболее близким к предпагаемому  вл етс  способ, электроосмотического упрочнени  грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напр жени  посто нного тока, отвод воды от катодного электрода и введение в грунт через днодный электрод воды одновременно с подачей на электроды напр жени  L2l. Однако известный способ можно использовать только при обработке массивов большой мощности, где капилл р ное смачивание может осуществл тьс  водой из нижележащих участков водосодержащей порода. При обработке мас сивов небольшой мощности и отсутствии в нижележащем слое водосодержащей породы этот способ применить нельз . Кроме того,, указанный способ не обеспечивает равномерного закреплени  и уплотнени  грунта между электродами и длителен по времени. Цель изобретени  - повьшение производительности и физико-механических показателей грунта. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу электроосмоти- ческого упрочнени  грунта, включающему погружение в грунт электродов, подачу на них напр жений посто нного тока, отвод воды от катодного электрода и введение в грунт через анодны электрод воды одновременно с подачей на электроды напр жени , воду ввод т в виде острого пара под давлением 0,4-0,5 МПа, причем введение пара ос 55 Ществл ют до момента достижени  наибольшей величины показател  рН в отводимой от катодного электрода воде. На фиг.1 изображен участок обрабатываемого массива грунта с заглубленными электродами; на фиг.2 - то . же, процесс-его электроосмотического уплотнени ; на фиг.3.- то же, после завершени  электроосмотического уплотнени . Способ осуществл ют следующим образом . На обрабатываемом участке 1 массива грунта на необходимую глубину, котора  подлежит обработке, устанавливают электроды анодный 2 и катодный 3. Электроды 2 и 3 представл ют из себ  металлические трубы, имекщие перфорацию в зоне обработки грунта. После заглублени  электроды 2 и 3 подключают к источнику тока (не показан ) и одновременно осуществл ют насыщение анодной зоны 4 массива грунта через электрод 2 острым вод ным паром от парогенератора (не показан). При этом через анодный электрод 2 подают вод ной пар под давлением,- а из катоднога электрода 3 осуществл ют отбор воды. Оптимальные значени  давлений пара - 0,4-0,5 МПа, снижение давлени  ниже 0,4 МПа приводит к недостаточному увлажнению анодной зоны 4 и -способствует- быстрому зат-ухагиию электроосмоса. Повышение давлени  выше 0,5 МПа приводит к быстрому обессоливанию анодной зоны и также к затуханию электроосмоса Количест:во расходуемого при этом пара в каждом конкретном .случае определ етс  физико- механическими- свойствами грунта: активной пористостью, проницаемостью и адсорбционной способностью. Под вли нием электрического тока молекулы воды отжимаютс  от анодного электрода 2 в сторону катодного электрода 3 (стрелки на фиг,2). При насыщении анодной зоны 4 вод ным паром происходит его конденсаци  и превращение в гор чую, дистиллированную воду, котора  хорошо раствор ет природные соли, содержащиес , в уплотн емом грунте и нерастворимые в холодной воде. Эта вода из анодной зоны 4 поступает в катодную зону 5, откуда через катодный электрод 3 ее отбирают . Таким образом, дистиллированна  вода обогащаетс  сол ми и служит проводником электрического тока второго J1 рода, спосоГн;тву  длительному процессу электроосмоса, привод щему к равнопрочному уплотнению массива грунта в пространстве между электродами 2 и 3. При совместном воздействии элект- рического тока и острого пара практически во всем объема зоны обработки происходит осушение массива до максимальной молекул рной влагоемкости, достижение которой без насыщени  анодной зоны паром невозможно. Одновременно происходит перераспределение солей, растворенных в природной воде и содержащихс  в грунте. В результате этого перераспределени  измен етс  реакци  среды в зонах, примыкающих к анодному 2 .и катодному 3 электродам таким образом, что в зоне 4.величина показател  рН уменьшаетс , а в зоне 5 увеличиваетс , , Изменение реакции оказывает существенное вли ние на увеличение проч носТи грунта, поскольку способствует образованию новых веществ окислов и гидроокислов железа, кальци , алюмини  и других. При достижении наибольг шего значени  рН воды, отбираемой из катодной зоны 5,- подачу пара в анодную зону 4 прекращают, а процесс электроосмоса продолжают до его полного затухани , т.е. до стадии максимального возможного-уплотнени  грунта на обрабатываемом участке. П р и м е р. На участке работ осу ществл ют упрочнение суглинистого грунта мощностью до 20 м с естественной влажностью 24%, сопротивлением сдвигу 0,4 Ща и углом внутреннего трени  4 . В качестве анодного электрода используют трубу . Ч l08 мм перфорированную в зоне обработки

Продолжительность обработки, сут 554 грунта, а в качестве.катодного электрода - трубу ф 146 мм, также перфорированна  в нижней части. Рассто ние между электродами 3 м, а их заглубление 10 м. Напр жение источника питани  6 В при силе тока 0,3 А. Дл  образовани  пара используют парогенег ратор, который подает пар под давпением 0,4 и 0,5 МПа, а также при величине давлени  вьше и ниже этого диапазона. Работы провод т одновременна по предлагаемому и известному способам. Результаты изменени  величин физико-механических показателей грунта при различном-давлении острого пара приведены в табл.1. Т а б л и ц аД Согласно табл,1 лучшие показатели физико-механических свойств .грунта достигаютс  при давлении пара 0,4- 0,5 МПа. Характер изменени  физико-механических свойств грунта по времени и показател  рН в катодной зоне приве- дены в табл.2. Таблица 2

0,50 1,20 2,10 2,80

0,48 1,00 1,70 2,10 7,4 7,8 8,5 9,4

Согласно приведенным в табл.2 показател м следует,, что в процессе

2,92 2,94 2,95 2,24 2,80 2,84 9,2- 7,8 2,24

электроосмотической обработки грунта уже через 4 сут бьшо достигнуто мак$11 симальное значение показател  рН в воде, отбираемой из катодной зоны. На основании этого дальнейша  подача острого пара в грунт бьша прекращена . Как видно из табл.2, грунт, обработанный по предлагаемому способу, имеет 90% объема, расположенного межВода 5 ду анодным и катодным электродами, по известному - лишь 40%. Практическое применение предлагаемого способа позволит более быстро и равномерно упрочн ть грунт с одновременным повьш1ением его физикомеханических показателей и в значительно большем объеме, чем по известному способу.

Claims (1)

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТА, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, от вод воды от катодного электрода и введение в грунт через анодный электрод воды одновременно с подачей на электроды напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и физико—механических показателей грунта, воду вводят в виде острого пара под давлением 0,4-0,5 МПа, причем введение пара осуществляют;до момента достижения наибольшей величины показателя pH в отводимой от катодного электрода воде.

   „SU т.1137155