電滲處理膨脹土的裝置制造方法
【專利摘要】一種電滲處理膨脹土的裝置，其包括多個(gè)電滲電極，該多個(gè)電滲電極嵌入膨脹土內(nèi)排列形成多行；多個(gè)第一電極引線及多個(gè)第二電極引線，每個(gè)第一電極引線和第二電極引線分別與相鄰的兩行電滲電極電連接；一電源，該電源包括正極和負(fù)極，第一電極引線和第二電極引線分別接不同的電源電極，從而使相鄰兩行的電滲電極分別連接電源的正極和負(fù)極；兩根金屬絲嵌入膨脹土內(nèi)，一根金屬絲靠近一個(gè)連接正極的電滲電極，另一金屬絲靠近一個(gè)連接負(fù)極的電滲電極；以及，兩個(gè)電壓測(cè)量計(jì)，每根金屬絲分別通過一個(gè)電壓測(cè)量計(jì)與電源的負(fù)極連接。
【專利說明】電滲處理膨脹土的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電滲處理膨脹土的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]膨脹土是一種具有特殊工程地質(zhì)特性的土，其劇烈的失水收縮和吸水膨脹特性常常造成巖土工程災(zāi)害，例如房屋墻體的開裂、滑坡、地鐵線路的滑塌等等。在我國(guó)南水北調(diào)中線工程途經(jīng)河南、湖北等地的地段中存在大量的膨脹土邊坡(地基)，特別是南陽、邯鄲、新鄉(xiāng)等地，其膨脹土的自由膨脹率甚至可高達(dá)150%以上。
[0003]膨脹土的膨脹機(jī)理主要有兩種，可以分別用晶格擴(kuò)張理論和擴(kuò)散雙電層理論解釋。晶格擴(kuò)張理論指出，粘土礦物，尤其是蒙脫土，具有明顯的膨脹晶格構(gòu)造，晶層與晶層之間通過以氧為公共原子相連接的弱鍵結(jié)合，聯(lián)結(jié)力很弱，極性水分子很容易進(jìn)入晶層之間，引起晶格擴(kuò)張，體積膨脹；另外，由于晶格內(nèi)部的硅離子被鋁離子替代，或者鋁離子被鎂離子或鐵離子替代，使得晶格內(nèi)有負(fù)離子多余下來，鈣、鈉、鎂、鉀等離子就會(huì)被吸引進(jìn)入晶層，這些離子與晶層底部的氧離子形成離子鍵，該離子鍵聯(lián)結(jié)力非常弱，會(huì)有極性水分子進(jìn)入晶層之間，形成擴(kuò)散雙電層，使得晶層擴(kuò)張。
[0004]為了解決膨脹土引起的災(zāi)害問題，目前較為成熟的改性方法是摻料法，即，通過將膨脹土與改性料材料混合，然后經(jīng)過浸泡或者擊實(shí)等方法進(jìn)行處理，放置一段時(shí)間后該混合料的自由膨脹率即可得到一定程度的降低。用作改性料的材料主要有石灰、粉煤灰、水泥、堿渣、離子土壤強(qiáng)化劑、陽離子改性劑等，這些改性料材料通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)、離子交換作用以及膠結(jié)作用使膨脹土顆粒收縮性減小，自由膨脹率降低。具體作用原理為:石灰、粉煤灰、水泥、堿渣等改性料材料摻入膨脹土后，膨脹土中粘土礦物分離出來的二氧化硅、氧化鋁與石灰中的氧化鈣反應(yīng)形成水化硅和鋁酸鈣膠體，附著在土顆粒表面及顆粒之間，硬化后起著將土顆粒聯(lián)結(jié)在一起的膠結(jié)作用，進(jìn)而減小其膨脹特性。由改性料材料帶入的鈣、鎂離子也會(huì)與粘土礦物晶層間的鈉、鉀離子發(fā)生離子交換，由于鈣、鎂與晶層底部氧離子形成的離子鍵比鈉、鉀與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)，增強(qiáng)了晶層間的聯(lián)結(jié)力，進(jìn)而減小其膨脹率。
[0005]然而，上述方法的研究大多是從膨脹土現(xiàn)場(chǎng)取土到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行摻料試驗(yàn)，并沒有針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)膨脹土進(jìn)行大規(guī)模處理，其現(xiàn)場(chǎng)施工方法和流程還有待進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，有必要提供一種可以直接現(xiàn)場(chǎng)施工處理膨脹土的膨脹土處理裝置。
[0007]—種電滲處理膨脹土的裝置，其包括多個(gè)電滲電極，該多個(gè)電滲電極嵌入膨脹土內(nèi)排列形成多行；多個(gè)第一電極引線及多個(gè)第二電極引線，每個(gè)第一電極引線和第二電極弓丨線分別與相鄰的兩行電滲電極電連接；一電源，該電源包括正極和負(fù)極，第一電極引線和第二電極引線分別接不同的電源電極，從而使相鄰兩行的電滲電極分別連接電源的正極和負(fù)極；兩根金屬絲嵌入膨脹土內(nèi)，一根金屬絲靠近一個(gè)連接正極的電滲電極，另一金屬絲靠近一個(gè)連接負(fù)極的電滲電極；以及，兩個(gè)電壓測(cè)量計(jì)，每根金屬絲分別通過一個(gè)電壓測(cè)量計(jì)與電源的負(fù)極連接。
[0008]本發(fā)明所提供的電滲處理膨脹土的裝置，可以通過電滲的方法處理膨脹土，電滲電極可以直接打入膨脹土內(nèi)對(duì)膨脹土進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際膨脹土的現(xiàn)場(chǎng)處理。且，本發(fā)明提供的膨脹土的處理裝置的使用方法操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)直接處理大面積的膨脹土。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的電滲處理膨脹土的裝置的結(jié)構(gòu)以及其在處理膨脹時(shí)的施工結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0010]圖2是圖1的豎直剖面圖。
[0011]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電滲處理膨脹土的裝置在處理膨脹土邊坡時(shí)的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0012]主要元件符號(hào)說明
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種電滲處理膨脹土的裝置，其包括: 多個(gè)電滲電極，該多個(gè)電滲電極埋入膨脹土內(nèi)排列形成一電極陣列，該電極陣列中的電滲電極排列形成多行和多列，行列之間相互垂直； 一電源，該電源包括正極和負(fù)極，相鄰兩行的電滲電極分別連接電源的正極和負(fù)極； 兩根金屬絲嵌入膨脹土內(nèi)，一根金屬絲靠近一個(gè)連接正極的電滲電極，另一金屬絲靠近一個(gè)連接負(fù)極的電滲電極；以及， 兩個(gè)電壓測(cè)量計(jì)，每根金屬絲分別通過一個(gè)電壓測(cè)量計(jì)與電源的負(fù)極連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，所述電滲電極為金屬電極，每個(gè)電滲電極為一中空的管狀結(jié)構(gòu)，且管壁上設(shè)置有多個(gè)通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括多個(gè)導(dǎo)電濾布，每個(gè)導(dǎo)電濾布包裹一電滲電極。
4.如權(quán)利要求2所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，電滲電極的外徑為2厘米至20厘米。
5.如權(quán)利要求2所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，相鄰的兩個(gè)電滲電極之間的距離為0.5米至3米。
6.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，膨脹土為一膨脹土地基時(shí)，其表面為一水平面，電滲電極垂直于膨脹土的表面。
7.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，膨脹土為一膨脹土邊坡時(shí)，膨脹土邊坡包括一水平面及一斜坡，多個(gè)電滲電極打入斜坡內(nèi)并平行于膨脹土的水平面。
8.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，所述金屬絲的材料為導(dǎo)電金屬，包括銅、鐵和銀。
9.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，所述金屬絲與電滲電極之間的距離為0.05米至0.1米。
10.如權(quán)利要求1所述的電滲處理膨脹土的裝置，其特征在于，所述電壓測(cè)量計(jì)為萬用表，萬用表的正極連接一根金屬絲，萬用表的負(fù)極連接電源的負(fù)極。
【文檔編號(hào)】E02D3/11GK203795411SQ201420155917
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】胡黎明, 吳輝 申請(qǐng)人:清華大學(xué)