[发明专利]一种分级式电渗排水软基处理电极排布结构

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体地指一种分级式电渗排水软基处理电极排布结构。

背景技术

电渗法是一种非常有效的针对软土地基的排水固结方法，但目前存在的主要困难之一是对于深度超过5m的软土地基，电渗处理效果不佳，其主要原因有两个方面：1)电势从上到下逐渐衰减，随着土体深度增加，通过深层土体的电流减小；2)目前电渗排水的排布结构是将电极从土体表层直通到软基底部，在表层将电极与电源正负极交替连接，这样的排布结构，电势梯度是沿水平方向分布的，电渗排水也是水平流动的；土体中的水，在水平电场作用下，迁移到阴极附近，再通过阴极处的排水通道排出地面，拥集在阴极处的水向上提升还需要额外的能量，如果深度很大，向上提升的能量又不足，水就难以排出地面。

因为电能沿深度方向的衰减和电场方向是水平的，这两个原因造成深层软土地基电渗处理效果不理想。本发明即针对这两个方面的问题提出解决方案。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种分级式电渗排水软基处理电极排布结构。

本发明的技术方案为：一种分级式电渗排水软基处理电极排布结构，其特征在于，包括：导电管和非导电管，所述导电管上与非导电管上均匀间隔开设排水孔，所述导电管与非导电管通过接头交错连接成主外管，所述主外管竖直设置且各导电管间通电电压为纵向向上逐渐减小的梯度设置，多根所述主外管等距离间隔排成阵列。

优选的，所述主外管外壁与底部包裹非导电土工织物滤层。

优选的，所述主外管内设有未开孔的非导电塑料内管。

优选的，所述主外管上端设有柔性导电塑料排水板，所述柔性导电塑料排水板上设有排水槽。柔性导电塑料排水板为可卷绕的柔性材料制成。

优选的，还包括与主外管对应设置的副外管，所述副外管由导电管与非导电管通过接头交错连接成的而成副外管，所述副外管的导电管与主外管的非导电管上下端相对应。

进一步的，所述副外管竖直设置且等距离间隔排列插入主外管阵列中，相邻行或相邻列的副外管与主外管交错排列。用主外管和副外管两种类型的管，副外管导电管的位置对应主外管非导电管的位置，这样可提高非导电管所在土层的电渗处理效果。

进一步的，所述副外管内设有未开孔的非导电塑料内管。

进一步的，所述副外管上端设有柔性导电塑料排水板，所述柔性导电塑料排水板上设有排水槽。

优选的，还包括柔性导电塑料排水板，所述柔性导电塑料排水板上设有排水槽，所述柔性导电塑料排水板等距离间隔排列插入主外管阵列中。柔性导电塑料排水板与土体的接触面积比电极管大，在分级式电极管将电势分配到土体深部的情况下，采用导电塑料排水板增加导电面积，可使电流增大，电渗效果更好。

进一步的，所述导电塑料排水板互相平行设置，所述相邻行或相邻列的导电塑料排水板与主外管交错排列。

进一步的，所述导电塑料排水板行与列表面互相垂直，所述柔性导电塑料排水板与主外管的行与列均交替排列。

对于软土地基，排水固结会产生很大的沉降，试验和实践表明这个沉降量将达到土层厚度的20％左右。土体沉降会使得排布的电极管伸出地面，将地表上覆的土工布和土工膜顶开，影响表层的抽真空排水，因此在地表处深度20％范围内采用柔性导电塑料排水板，土体沉降时柔性导电塑料排水板上端部分露出土体后会弯曲覆在土体表面，保证了地表土工布和土工膜的平整。

本发明的优点为：

1.通过将导电管和非导电管上下交替排布，形成从下往上减小的电势梯度，这样在不同深度处皆可通过电源设定该处的电势，避免了电势沿深度方向的衰减。

2.导电管形成的电势梯度方向是向上的，因此电渗排水方向也是向上的，不需要额外的向上提升的能量，电渗排水可在电场作用下直接从下往上排出地面。

3.用主外管和副外管两种类型的管配合排列，副外管导电管的位置对应主外管非中导电塑料管的位置，这样可提高主外管非导电管所在的水平方向土层的电渗处理效果。

4.主外管和副外管的上端采用柔性导电塑料排水板，使土体沉降时柔性导电塑料排水板上端部分露出土体后会弯曲覆在土体表面，保证了地表抽真空时土工布和土工膜的平整。

5.用主外管和柔性导电塑料排水板配合排列，在分级式电极管将电势分配到土体深部的情况下，采用导电塑料排水板增加导电面积，可使电流增大，电渗效果更好。

附图说明

图1为导电塑料管结构示意图

图2为非导电管结构示意图