Способ электроосмотического упрочнения грунта

+(51) Е 02 1) 3ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВ СКОГО груЕКТРООСИОТИЧЕ включающий по тродов, подачу на тоянного тока, отого электрода и ерез анодный элект нно с подачей на н оваорский ия о т л и ч с целью повыше сти и физико-ме н ным телеи грунта, вод рого пара под дав а, причем. введени ,до момента дости величины покаэате еских показ т в виде ост м 0,4-0,5 МП осуществляют логи хан ввод лени пара ство ССС1976.во СССР1980. ия наибольшеи в отводимой о одно Го электро да в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Всесоюзный научно-исследтельский и проектно-конструкинститут по осушению месторожполезных ископаемых, специалгорным работам, рудничной геи маркшейдерскому делу(56) 1. Авторское свидетельВ 631592, кл. Е 02 0 3/11,2. Авторское свидетельстУ 937608, кл. Е 02 П 3/10,(54)(57) СПОСОБ ЭЛ УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТА, жение в грунт элек них напряжения пос вод воды от катодн введение в грунт ч род воды одновреме электроды напряжен щ и й с я тем, чт ния производительнИзобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабыхгрунтах, в частности к упрочнениюгрунтов электроосмотическим воздействием. / 5Известен способ электроосмотического упрочнения грунта, включающий погружение в грунт электродов,подачу на них переменного асимметричного тока, отвод воды от катодногоинъектора 1 11.Недостатком этого способа является то, что при наложении асимметричного электрического тока на электроды из-за преимущественно однонаправленного .градиента потенциалов междуанодом и катодом грунт обеэвоживается в зоне анода и происходит затухание процесса. Кроме того, в мел- электродном пространстве формируются 20неоднородные зоны.с различными Физико-механическими свойствами.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ. электроосмотическогоупрочнения грунта, включающий погру 25жение в грунт электродов, подачу наних напряжения постоянного тока, .отвод воды от катодного электрода ивведение в грунт через.анодныйэлектрод воды одновременно с подачей 30на электроды напряжения 21,Однако известный способ можно использовать только при обработке массивов большой мощности, где капиллярное смачивание может осуществлятьсяводой из нижележащих участков водосодержащей породы. При обработке массивов небольшой мощности и отсутствйи в,нижележащем слое водосодержащей породы этот способ. применитьнельзя. Кроме того указанный способне обеспечивает равномерного закрепления и уплотнения грунта междуэлектродами и длителен по времени.Цель изобретения - повышение производительности и физико-механических показателей грунта.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу электроосмотического упрочнения грунта, включающему погружение в грунт электродов,подачу на ннх напряжения .постоянноготока, отвод воды от катодного электрода и введение в грунт через анодныйэлектрод воды одновременно с подачейна электроды напряжения, воду вводятв виде острого пара под давлением0,4-0,5 ИПа, причем введение пара осу ществляют до момента достижения наибольшей величины показателя рН в отводимой от катоднога электрода воде.На фиг. изображен участок обрабатываемого массива грунта с заглубленными электродами; на фиг.2 - то .же, процесс его электроосмотическогоуплотнения; на фиг.3то же, послезавершения электроосмотического уплотнения,Способ осуществляют следующим образом.На обрабатываемом участке 1 массива грунта на необходимую глубину, которая подлежит обработке, устанавливают электроды анодный 2 и катодный3. Электроды 2 и 3 представляют изсебя металлические трубы, имеющиеперфорацию в зоне обработки грунта,После заглубления электроды 2 и 3подключают к источнику тока 1 не показан ) и одновременно осуществляют.насыщение анодной зоны 4 массива. грунтачерез электрод 2 острым водяным паром от парогенератора не показан ).При этом через анодный электрод 2подают водяной пар под давлением; аиз катодного электрода 3 осуществляют отбор воды. Оптимальные значениядавлений пара - 0,4-0,5 ИПа, снижениедавления ниже 0,4 ИПа приводит к недостаточному увлажнению анодной зоны 4 и способствует. быстрому затуха.нию электроосмоса,: Повышение. давления выше.0,5 ИПа приводит к быстромуобессоливанию анодной.зоны и такжек затуханию электроосмоса Количество расходуемого при этом пара в кажф, дом конкретном .случае определяетсяфизико-механическими свойствами грун,та: активной пористостью, проницаемостью и адсорбционной способностью.Под влиянием электрического тока молекулы воды отжимаются от анодногоэлектрода 2 в сторону катодногоэлектрода 3 стрелки на фиг.2). Принасыщении аиодной зоны 4 водяным паром происходит его конденсация и превращение в горячую, дистиллированную .воду, которая хорошо растворяет природные соли, содержащиеся в .уплотняемом грунте и нерастворимые в холодной воде. Эта вода из анодной зоны4 поступает в катодную зону 5, откудачерез катодный электрод 3 ее отбирают. Таким образом, дистиллированнаявода обогащается солями и служит проводником электрического тока второго,4 5 2,80 2,81 2,73 2,72 6 16,6 бл, лучшие, еских свойст и давлении п каэателигрунтаа 0,4 Согласно т ико-механи аютя п ктер и дости0,5 ИПХа ко н енен свойст еля рН времени изоне привеески о оказ ены табл. а и Показатели вление сдви по способу опрот гу, ИП пре,2 7,8 2,Величина рода, способствуя длительному процес, су электроосмоса, приводящему к равнопрочному уплотнению массива грунта в пространстве между электродами 2 и 3. 5При совместном воздействии электрического тока и острого пара практически во всем объеме эоны обработки происходит осушение массива до максимальной молекулярной влагоемкости, .1 О достижение которой без насыщения анодной зоны паром невозможно. Одновременно происходит перераспределение солей, растворенных в природной воде и содержащихся в грунте. В результате 15 . этого перераспределения изменяется реакция среды в зонах, примыкающих к анодному 2 .и катодному 3 электродам таким образом, что в зоне 4 величина показателя рН уменьшается, а в зоне 20 5 увеличивается,Изменение .реакции оказывает.существенное влияние на увеличение проч" ности грунта, поскольку способствует образованию новых веществ окислов и 25 гидроокислов железа, кальция, алюминия и других При достижении наиболь,". шего значения рН воды, отбираемой из катодной зоны 5,.подачу пара в анодную зону 4 прекращают, а процесс электроосмоса продолжают до его полного .затухания, те. до стадии максимального возможного уплотнения грунта на обрабатываемом участке.П р и м е р. На участке работ осуществляют упрочнение суглинистого грунта мощностью до 20 м с естественной влажностью 243, сопротивлением. сдвигу 0,4 Щ 1 а и углом внутреннего трения 4 . В качестве айодногооэлектрода используют трубу Ф 108 мм,. перфорированную в зоне обработки Согласно приведенным в табл,2 показателям следует,.что в процессе грунта, а в качестве,катодного электрода - трубу Ф 146 мм, также перфорированная в нижней части Расстояние между электродами 3 м, а их эаглубление 10 м. Напряжение источника питания 6 В при силе тока 0,3 А, Для образования пара используют парогенеГ ратор, который подает пар под давлением 0,4 и 0,5 ИПа, а также при величине давления вьппе и ниже этого диапазона,Работы проводят одновременно. по предлагаемому и известному способам.Результаты изменения величин физико-механических показателей грунта при различном-давлении острого пара приведены в табл.1. ектроосмотической,обработки грунта е через 4 сут было достигнуто мак1137155 симальное значение показателя рН в воде, отбираемои из катодной зоны.На основании этого дальнейшая подача острого пара в грунт была прекращена 5 доФа ЪФчасОе ЯВ Фиг 3 Составитель А.ПТехред О.Неце вКоррек Синицк рамен едакт Тираж 649 Подписноеосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб д. 4/ 10478 21 ИИ 13035 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно иэ табл,2, грунт, обработанный по предлагаемому способу, имеет 907. объема, расположенного межО",.Ъ.ф ед. ду анодным и катодным электродами, по известному - лишь 407.Практическое применение предлагаемого способа позволит более быстро и равномерно упрочиять грунт с одновременным повышением его физико- механических показателей и в значительно большем объеме, чем по известному способу.