[发明专利]一种流塑状态软黏土电动化学加固装置及加固方法

权利要求书

1.一种流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于：包括直流电源控制器(1)、注浆管(2)、阳极导线(3)、绝缘材料区(4)、花孔(5)、金属电极注浆管(6)、阴极浆液泵(7)、阳极浆液泵(8)、阴极导线(9)、阳极注浆管(10)、阴极注浆管(11)、化学浆液和电源；注浆管(2)与金属电极注浆管(6)的顶部相连；所述金属电极注浆管(6)的上部区域为绝缘材料区(4)，在距离金属电极注浆管(6)底部h的位置处均匀开设花孔(5)；排列时阳极排和阴极排相间排列，所有位于阳极排的金属电极注浆管(6)用阳极导线(3)连接到直流电源控制器(1)的阳极；将所有位于阴极排的金属电极注浆管(6)用阴极导线(9)连接到直流电源控制器(1)的阴极；所有位于阳极排的金属电极注浆管(6)用阳极注浆管(10)串联后与阳极浆液泵(8)相连，所有位于阴极排的金属电极注浆管(6)用阴极注浆管(11)串联后与阴极浆液泵(7)相连；所述阴极浆液泵(7)和阳极浆液泵(8)中装入化学浆液。

2.根据权利要求1所述的流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于：所述金属电极注浆管(6)的数量以及布置方式根据前期地质勘察和场地状况设计，按照1-4m的纵横间距布置在待加固区域土体中，并露出地表0.1-0.4m的距离。

3.根据权利要求1所述的流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于：所述电源为直流稳压电源，所述导线分别与直流电源控制器(1)的阳极和阴极连接。

4.根据权利要求1所述的流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于，所述化学浆液由氯化钙、草酸和聚丙烯酰胺组成，所述氯化钙、草酸和聚丙烯酰胺的质量比为(4-7)：(2-6)：(3-7)。

5.根据权利要求1所述的流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于：所述绝缘材料区(4)高度R为0.1-3m，距离金属电极注浆管(6)顶端的距离为0.1-3m。

6.根据权利要求5所述的流塑状态软黏土电动化学加固装置，其特征在于：所述R优化尺寸为0.2-0.5m，距离金属电极注浆管(6)顶端的距离优化尺寸为0.2-0.5m。

7.一种流塑状态软黏土电动化学加固方法，其特征在于：使用流塑状态软黏土电动化学加固装置，通过在软黏土中布置金属电极注浆管(6)，并在金属电极注浆管(6)内根据软黏土的塑性指数或矿物成分灌入上述的化学浆液(12)，然后对金属电极注浆管(6)施加直流电场，在电场的作用下，土体发生电渗排水、电泳、电解、离子迁移、水化反应等，使土体性质发生改变，土体的强度和耐久性得到大幅提高；具体包括如下步骤：

(1)场地平整，制作金属电极注浆管(6)，并在设计位置设置绝缘材料区(4)，花孔(5)距离金属电极注浆管(6)管底的距离H为0.1-3m；

(2)电极布置，在设计位置沉入金属电极注浆管(6)露出地面0.1-0.4m之间；

(3)利用阳极导线(3)、阴极导线(9)连接各个阳、阴电极，并分别与直流电源控制器(1)连接；

(4)开启直流电源开始电动化学加固；

(5)向阳极注浆管(10)和阴极注浆管(11)内分别注入相应的化学浆液；

(6)当处理土体的强度达到施工要求时，停止通电。

8.根据权利要求7所述的流塑状态软黏土电动化学加固方法，其特征在于：花孔(5)距离金属电极注浆管(6)管底的距离H优化尺寸为0.5-1m。