[发明专利]EKG电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置及方法

说明书

本发明公开了EKG电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置及方法，装置包括机玻璃模型槽，模型槽侧壁上开有孔洞并用橡胶塞密封，微型pH计与导电塑料排水板均用导线连接后经橡胶塞与电源连接，排水板固定于模型槽底部内表面，排水板经板管连接器与排水主管连接，排水主管依次连接真空管、抽滤瓶，抽滤瓶置于电子秤上，抽滤瓶连接真空泵，水泵控制器连接真空泵。本发明采用电极转换阴极直排真空‑电渗法结合不转换电极双侧排水真空‑电渗法对土体进行处理，可以准确的监测土体中的pH值变化、电压变化和沉降变化，缓解传统真空‑电渗法在阳极处真空预压和电渗相互抑制的情况，提高了试验效率，改善土体加固效果，加固后的软土地基具有较高的承载力。

技术领域

本发明涉及电动土工合成材料(Electrokinetic Geosynthetics，EKG)电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置及方法，属于软土排水以及地基加固技术领域。

背景技术

中国虽然地域辽阔，但土地利用分布很不均匀。近年来大量人口聚集于东部沿海地区，沿海港口省市基础设施建设急剧增多，城市建设日新月异。然而，可利用国土资源面积急剧减少，造成“人多地少”“寸土寸金”的现状，建设用地不足已成为制约沿海地区经济和社会发展的瓶颈。东部沿海地区为了解决这种用地紧张的状况，纷纷围海造地，利用滩涂吹填，大面积的吹填土地基如雨后春笋般出现。但是地基吹填完成后软粘土含水率较高，无法在若干年内达到工程建设的承载力要求，因此必须对吹填超软粘土形成的陆域进行软土地基处理，以期达到工程建设的承载力要求。

目前处理大面积软黏土地基比较常用的方法是真空预压法，通过利用土体表面形成的真空环境，将土体中的水分沿着竖向排水体排出土体之外。但是利用这种方法处理的地基，表面形成硬壳层，强度较高，由于真空度沿土体深度衰减，其下部排水效果较差、强度不够，所以施工前往往需要进行二次处理；其次，电渗固结法的排水速率不受水力渗透系数的影响，对于黏粒含量比较高、渗透系数较低的软黏土地基的处理效果尤为明显，但是由于金属材料的腐蚀、电渗能耗高等问题，限制了它在工程中的推广应用。

真空预压和电渗的联合应用能在一定程度上有效的发挥两者的作用，而在室内开展模型试验是研究真空-电渗的联合形式和相互作用机理的最佳方式，也是将真空-电渗联合地基处理方式推广到实际工程中大规模应用的前提和重要环节，现有的模型试验装置虽能较好地在室内模拟真空预压加固软土地基，但无法固定排水板，影响排水效果，土体中的pH值也不能准确监测，并且大量传感线路的导出加重密封膜表面的漏气，使得真空密闭性受到影响。

真空-电渗法的提出受到了国内外专家和学者广泛的关注和研究，不断地在加固技术、电极布置方式等方面进行研究，专利号为ZL201210425392.7的发明专利公开了一种真空预压联合电渗法加固软黏土地基的方法，虽然其在传统真空电渗联合法的基础上进行了改进，充分考虑到塑料排水板与钢筋电极的布置形式，提高了试验效率，但其未考虑到金属电极在试验过程中易腐蚀，同样影响试验进行，并且在该方法中真空预压和电渗在阳极会有相互抑制的情况，影响试验的排水的效果；再者处理后场地的平整度也是需要考虑的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种EKG电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置及方法，解决了现有真空-电渗法试验装置和真空-电渗联合法存在的问题和缺陷。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

EKG电渗法复合直排式真空预压联合法试验装置，包括有机玻璃模型槽、微型pH计、两个内部包裹有两股铜线的导电塑料排水板、设有孔洞的板管连接器、排水主管、真空管、真空表、抽滤瓶、电子秤、真空泵、水泵控制器、直流电源、四个有机玻璃块；还包括用于密封试验土样的土工膜、砂垫层、真空膜，用于检测试验土样沉降量的百分表，所述土工膜、砂垫层、真空膜依次铺设于试验土样表面，所述百分表设置于真空膜上方；