[发明专利]真空泵吸联合蒸汽増湿土体的装置及方法

说明书

本发明公开了一种真空泵吸联合蒸汽増湿土体的装置。所述装置包括蒸汽发生器、真空泵和增湿室；所述增湿室内设置有增湿管，所述增湿管的管体上布设有若干用于蒸汽扩散的孔，所述增湿管的一端通过输气管道与蒸汽发生器连接；所述真空泵通过排气管道与增湿室连接。利用该装置增湿土体的步骤包括：将土体装填入增湿室；初次增湿：将蒸汽输入增湿室，至增湿室内压力达到预设的压力值，保持一定的时间；初次增湿完成后，开始抽真空；土体湿度达到预设的湿度后，停止蒸汽输入和抽真空，闷料处理一定的时间。本发明设备安装和操作简单，具有快速、经济、増湿效果好的特点，可有效克服现有浸水法增湿土体时增湿时间长、需水量大和均匀性差等缺陷。

技术领域

本发明属于土体增湿领域，具体涉及一种真空泵吸联合蒸汽増湿土体的装置及方法。

背景技术

在我国西北地区，广泛分布着具有大厚度、低强度、低含水率和强湿陷性等特点的天然黄土，由于其结构疏松，孔隙十分发育，而且富含可溶解性盐，故其遇水浸湿后强度迅速降低，变形大幅增加，严重影响上部构筑物服役性能和寿命周期。因此，需在构筑物建设前进行地基处理，解决黄土承载力低、湿陷性强等问题，以提高黄土地基的承载力和抵抗变形的能力。

目前，常用的土体增湿方法包括：预湿法、浸水法和袋装砂井注水增湿法。其中，预湿法增湿时间较快，增湿程度易于控制，增湿效果较好，但无法批量增湿，需单个分别处理，如实验室中模拟少量土体增湿；浸水法虽然可以批量增湿，但增湿耗时长，需水量大，增湿均匀性较差，且增湿范围难以控制；袋装砂井注水增湿法虽然耗时相对较短，但存在增湿均匀性差、增湿范围小和不可控等缺点。

申请人已在CN 111519601B中公开了一种利用水蒸汽增湿土体的方法，该方法通过控制压力和时间的分段式增湿，提高了土体含水率均匀性，但其分段增湿操作复杂、耗时。

发明内容

为了使操作更为简便、快捷，申请人在专利“一种利用水蒸汽增湿土体的方法”的基础上进行改进，提供一种真空泵吸联合蒸汽増湿土体的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

真空泵吸联合蒸汽増湿土体的装置，其特点在于：所述装置包括蒸汽发生器、真空泵和增湿室；

所述增湿室内设置有增湿管，所述增湿管的管体上布设有若干用于蒸汽扩散的孔，所述增湿管的一端通过输气管道与蒸汽发生器连接；

所述真空泵通过排气管道与增湿室连接。

优选地，所述增湿室设置有若干个湿度传感器。所述湿度传感器用于实时观测土体的湿度，从而可控地对土体进行增湿。

优选地，所述增湿管的直径与所述增湿室的直径之比为1:20~30。高于该比值范围，增湿管占用空间大，会降低土体的处理量。低于该比值范围，则会延长土体增湿时间。

优选地，所述增湿管基本垂直于所述增湿室的底部，所述增湿管的末端靠近或接于所述增湿室的底部。相比倾斜设计，能缩短增湿管，节约成本。

优选地，所述的孔沿着所述增湿管的轴向设有若干排，排间距为所述增湿管直径的1~2倍，每排有1~6个所述的孔。增湿管上用于蒸汽扩散的孔开孔密度过高，不利于管体强度，开孔密度过低，不利于快速增湿，影响生产效率，

优选地，所述的孔中设有阻泥网。所述阻泥网用于防止土体进入增湿管。

优选地，所述输气管道上设有调压阀。所述调压阀用于控制增湿室室内蒸汽压力。

优选地，所述排气管道的入口所述增湿室的上部或项部。

优选地，所述装置还设有冷凝器，所述冷凝器与所述真空泵相连。所述冷凝器用于对增湿室排出的蒸汽进行冷凝，达到水气分离的目的。

利用上述的装置増湿土体的方法，包括以下步骤：

（1）将土体装填入增湿室；