[发明专利]加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统及方法

说明书

本发明公开了一种加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统及方法，系统包括温差发电排水板、加热装置、冷却装置、电场施加装置；所述温差发电排水板包含依次连接的加热段、排水段和冷却段，所述排水段由滤层包裹加热膜、冷却膜、正极导线、负极导线和若干温差发电单元。本发明可以有效降低电渗法结合排水板加固软土地基的电能消耗。

技术领域

本发明属于岩土工程的地基处理领域,尤其涉及一种加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统。

背景技术

软土层渗透性差，工程上往往作为不透水层处理，同时软土层具有强度低和压缩性高的特点，若不对软土层进行地基处理容易产生不均匀沉降导致房屋倾斜开裂或路面开裂。目前对软土层的地基处理主要采用排水固结法，例如在软土层中打入排水板使软土排水固结，从而加固软土层，但是只用排水板对于渗透性差的软土具有处理时间过长的问题。而基于电渗的排水固结法可以显著加快软土的固结排水，但是电渗固结法较耗费电能，因而限制了电渗固结排水的应用。因此需要一种降低电能消耗的电渗排水板系统。

发明内容

本发明为了克服现有电渗法结合排水板加固软土地基电能消耗大的问题，本发明提供了一种加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统，所述透水土层为渗透性明显高于软土层的砂层或石砾层。

本发明的技术方案：一种加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统，包括温差发电排水板、加热装置、冷却装置和电场施加装置；所述温差发电排水板包含依次连接的加热段、排水段和冷却段，所述排水段由滤层包裹加热膜、冷却膜、正极导线、负极导线和若干温差发电单元，所述温差发电单元包含依次连接的第一冷端导电板、P型半导体柱、热端导电板、N型半导体柱和第二冷端导电板；所述加热装置为聚焦太阳光线加热装置，能对温差发电排水板的加热段加热；所述冷却装置包括加压泵、抽水泵、注水管和抽水管；所述电场施加装置包含电源、蓄电池、正极导电棒、负极导电棒；

所述温差发电排水板的加热段位于地表以上，排水段位于软土层中，冷却段位于透水层中；

所述排水段中的热端导电板贴在加热膜上，第一冷端导电板和第二冷端导电板贴在冷却膜上，第一冷端导电板和正极导线连接，第二冷端导电板和负极导线连接；所述加热膜和加热段连接；所述冷却膜和冷却段连接；所述正极导线和负极导线分别和蓄电池连接；

所述加压泵和注水管连接，所述抽水泵和抽水管连接，所述注水管穿过软土层插入透水层中，所述抽水管穿过软土层插入透水层中；

所述正极导电棒和负极导电棒可以和电源连接或和蓄电池连接，所述正极导电棒和负极导电棒插入软土层中，所述温差发电排水板位于正极导电棒和负极导电棒之间。

优选的，所述聚焦太阳光线加热装置包含依次连接的凹面反光镜、凹面反光镜转动控制系统和底座，所述凹面反光镜转动控制系统为计算机实时计算并自动控制转动凹面反光镜从而将太阳光聚焦到排水板的加热段上，从而有效提高温差发电排水板上加热段的温度。

优选的，加热膜和冷却膜为导热绝缘高分子膜，可以有效将加热段的温度传导至温差发电单元的热端导电板，同时可以有效将温差发电单元的冷端导电板的热量传导至透水层中的冷却段，另外具有良好柔性可以随排水板卷曲。

优选的，所述温差发电单元、热端导电板、第一冷端导电板、第二冷端导电板、加热膜、冷却膜、正极导线、负极导线、加热段和冷却段连接完成后，将上述装置用绝缘隔热膜封装。

一种加固位于透水土层上软土层的节能电渗排水板系统的加固方法，包括如下述步骤：

步骤1：在软土层中施加电场：在软土层中插入正极导电棒和负极导电棒，正极导电棒和负极导电棒分别和电源连接；