Способ электроосмотического осушения грунта Советский патент 1991 года по МПК E02D3/11 

Изобретение относится к строительству инженерных сооружений, преимущественно на водонасыщенных глинистых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем их электроосмотического сооружения.

Цель изобретения - ускорение процесса и увеличение зоны осушения.

На фиг. 1 изображено размещения электродов на участке осушения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 -зависимость водопритока от концентрации соляной кислоты.

Способ осуществляют следующим образом.

На обрабатываемом участке размещают катодный электрод 1 и вокруг него анод- ные 2 внутреннего контура и

дополнительные анодные 3 внешнего контура (фиг. 1, 2) электроды.

Причем для исключения отрицательного влияния воды одноименно заряженных участков каждый дополнительный анодный электрод 3 располагают вне прямых, связывающих основные анодные электроды 2 с катодным электродом 1

Электроды 1-3 из металлических перфорированных труб через соединительные провода 4 подключают к источнику напряжения постоянного тока (не показан). Устанавливают ток силой, вызывающей максимальный водоприток, а после снижения водопритока до постоянного минимального значения ток отключают и через дополнительные анодные этектроды 3 ввоО

го го

СП

Ј

дят раствор соляной кислоты концентрацией 0,5-2,0% до выравнивания показателя рН растворов анодной зоны с вводимым. После прекращения введения кислоты подачу напряжения возобновляют. Цикл операций повторяют до достижения необходимой степени осушения массива.

Концентрация соляной кислоты ниже 0,5% создает недостаточное увеличение по- допритока (фиг, 3) из-за малого увеличения электропроводности грунта, а концентрация выше 2,0% приводит к быстрому растворению солей и обессоливэнию зоны вокруг электродов 3 и как следствие к снижению электропроводности и водопритока к катодному электроду 1.

Сила тока устанавливается в рациональных пределах, обеспечивающих макси- мальный водоприток, нижний предел лимитируется существенным увеличением водопритока, например в 2 раза по сравнению с начальным (фиг, 3), верхний предел - быстрым снижением водопртока при даль- неишем повышении силы тока

Для повышения эффективности отвода воды подачу тока на период введения кислоты прекращают, при этом массив грунта охлаждается, чему также способствует вводимый раствор соляной кислоты.

Введение кислоты изменяет состав обменных катионов грунта, что снижает его водоудерживающую способность, повышает водоприток к катодному электроду 1, а эго позволяет увеличить расстояние между электродами 1-3, Таким образом, образуемый дополнительными анодными электродами 3 контур позволяет регулировать приток к катодному электроду 1,

Выравнивание показателя рН растворов прианодной зоны дополнительных эпьктродов 3 и вводимого раствора кислоты свидетельствует о полном растворении солей в этой зоне, поэтому дальнейшая подача кислоты нецелесообразна. Поддержание постоянно кислой среды в прианодной зоне не дает амфотерным минералам изменять свой знак на противоположный, что обеспечивает направленность процесса движения воды всегда в одну сторону - к катодному электроду 1.

При совместном действии электрического тока и соляной кислоты происходит осушение массива практически во всем объеме участка обработки. Кроме того, переход в кислый раствор карбонатов, содержащихся в грунте, и их движение к катоду способствуют упрочнению грунта. Вводимая в грунт соляная кислота практически не загрязняет отбираемую воду, так как концентрация ее незначительна.

Пример. На участ е работ осушали водонасыщенный слабопроницаемый суглинок лесовидный мощностью до 15 м с естественной влажностью 25% согротивлением сдвигу 0,035 МПа и умом внутреннего трения 13°. В качестве анодных электродов использовали перфорированные трубы диаметром 0,055 м, в качестве катодных электродов перфорированная

0 труба диаметром 0, м. Расстояние между катодным электродом и внутренним контуром основных анодных электродов 7 5 м, а между контуром дополнительны/, анодных электродов ID м. Заглубление электродов

5 12 м. В качестве источника постоянного тока использовался выпрями гель с выходным напряжением 500 В и с по и irit a до 1QOOA Раствор соляной кислоты имел концентрацию 0,5 и 2,0%.

0В начальный момен г времени до подачи

напряжения водоприток в к-чтодному электроду составлял 0,5 м /ч После пода in напряжения водоприток начал урол.пчвяться и при 515 Л дости максимума (учепи5 чился в 3,2 раза) Д-тиной п : увеличение силы тока приводило к реву грунта и резкому снижению нодспршзка После того, как водоприток снизился до минимального, электрический ток был отключен и в

0 грунт вводили соляную кислотучеря дополнительные анод ые эпектрод-i внешнего контурэ Через 25 пин ph растворов вводимого и прианодной зоны вырэвнчпся, введение кислоты было прекращено а

5 напряжение электрического тока включено. В результате работы сут влажность грунт в обьемо 2700 м снизила -, с 25 до 20%, а его прочно - п возротз cf r ротпле- ние сдвигу с 0,035 до П,067 МПа и ysun виут0 реннеготрения с 13 до 17° Одновременно проводились работы по осушению грунта известным способом При этом зона осушения грунта была примерно в 30 раз меньшая, чем предлагаемым способом,

5 водоприток возрос лишь в 1 7 раза, а на снижение влажности до 16% потребовалось 15 сут.

Применение предла аемого спос бэ на практике обеспечит повышение производи0 тельности и увеличение зоны осушения вокруг одного катодного электрода, что позволит в более короткий срок и с меньшими затратами подготавливать основания для инженерных сооружений па содонасы5 щенных грунтах, преимущественно глинистых.

Формула изобретения

Способ электроосмотического осушения грунта, включающий погружение в грунт катодного и вокруг него анодных электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунг растворителя, отвод воды от катодного электрода и определение величины показателя рН, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и увеличения зоны осушения, во время погружения анодных электродов производят погружение вокруг них дополнительных анодных электродов, введение в грунт растворителя осуществляют периодически через дополнительные анодные электроды после стабилизации величины минимального водопритока к катодному элек0

троду, подачу напряжения тока на электроды ведут до минимального снижения величины зодопритока после введения в грунт растворителя, определение величины рН производят в растворах прианодной зоны и растворителя, причем введение растворителя осуществляют до выравнивания величины рН растворов прианодной зоны и растворителя, в качестве последнего используют 0,5-2,0%-ный раствор соляной кислоты, а дополнительные анодные электроды размещают между прямыми, проходящими через основные анодные и катодный электроды.

Изобретение относится к строительству инженерных сооружений, преимущественно на водонасыщенных глинистых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем их электроосмотического осушения, и направлено на ускорение процесса и увеличение зоны осушения. Это достигается тем, что во время погружения анодных электродов вокруг них погружаются дополнительные анодные электроды Растворитель вводится в грунт периодически через дополнительные электроды после стабилизации величины минимального водоприто а к катодному электроду. Напряжение тока на электроды подают до минимального снижения величины водопритока и после введения в грунт растворителя. Определение величины показателя рН производят в растворах прианодной зоны и растворителя. Введение растворителя производится до выравнивания величины рН растворов прианодной зоны и растворителя, ь качестве которого используют 0,5-2,0%-ный раствор соляной кислоты Дополнительные анодные электроды размещают между прямыми, проходящими через основные анодные и катодный электроды 3 ил. 00 С

/ л //////////////////////////////////////////

Ч2

I3

Фиг.1 7Д

Фиг. г

CAQ,% в

0,4 0.8 12 16 1,0 2,4- 2,8 C%

фиг.З