[实用新型]一种真空预压联合闷晒式太阳能热水器的加热固结系统

说明书

本实用新型公开了一种真空预压联合闷晒式太阳能热水器的加热固结系统，该系统包括若干中空芯板塑料排水板、循环水管、循环泵、真空滤管、真空预压射流泵、小围埝、压膜沟、密封膜和透明薄膜。本实用新型充分利用太阳能对真空预压密封膜膜上水进行加热，并通过循环泵使热水在中空芯板塑料排水板内循环流动，降低加热成本，促进了加热固结法在软土地基处理领域的应用，能够缩短软土固结时间，并增大地基最终沉降量。

技术领域

本实用新型属于软土工程地基处理技术领域，具体涉及一种真空预压联合闷晒式太阳能热水器的加热固结系统。

背景技术

在软土工程地基处理领域，排水固结法成为一种大面积深厚软土处理的首选工艺。通过在软土内打设塑料排水板缩短排水路径，然后真空预压或者堆载预压相结合，能够在3～4个月内使软土完成固结加固，在天津、黄骅港、连云港等地的围海造陆吹填土加固中得到了广泛应用。

排水固结法的理论主要包括太沙基一维固结理论、比奥固结理论等，预压荷载产生超孔隙水压力，孔隙水在压差作用下通过塑料排水板排出，从而增大土体的有效应力，最终土体的孔隙比减小，地基承载力提高。但塑料排水板插入土体的过程中，会对塑料排水板周围的土体造成扰动，该区域的土体原有结构遭到破坏，渗透系数变小，该区域称为“涂抹区”，其直径约为塑料排水板等效直径的3倍左右。涂抹区的存在阻碍了土体内孔隙水的排出，造成固结速率减小。如何减小涂抹区对孔隙水的排水阻碍作用成为加快土体固结的关键。

近年来对加热条件下土体的特性有了较深入的研究。正常固结土在加热后产生收缩的体积应变且不可逆。土体渗透系数随着温度的升高而显著增大，能够加快土体固结速率。泰国学者Abuel-Naga对曼谷软黏土进行了一系列室内大型固结仪试验和小型现场试验，通过对加热型塑料排水板与普通塑料排水板的固结过程进行对比，验证了加热塑料排水板可以加快软土固结，并能增大最终沉降量。土力学本构模型理论和现场试验都证明加热固结法处理软土是一项非常具有前景的地基处理技术。现有的加热型塑料排水板主要采用两种方式，一种是普通塑料排水板外面缠绕电热丝，另一种采用塑料排水板旁边设置U型管，然后在U型管内循环热水将塑料排水板周围的土体加热。这两种方式都存在能源消耗大且不适合大面积施工应用的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，为促进加热固结法的现场大规模应用，本实用新型借鉴农业生产中广泛使用的塑料大棚的构造，通过上层采用透明塑料膜、底层采用黑色塑料膜，充分利用太阳能提高膜上水的温度，降低加热热源的成本。通过与真空预压技术相结合，提供一种真空预压联合闷晒式太阳能热水器的加热固结系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种真空预压联合闷晒式太阳能热水器的加热固结系统，包括若干中空芯板塑料排水板、循环水管、循环泵、真空滤管、真空预压射流泵、小围埝、压膜沟、密封膜和透明薄膜；

所述中空芯板塑料排水板采用插板装置以相对折的方式插入土体内，形成U型，两端开口处位于土体表面并与循环水管相连，中空芯板塑料排水板外露板头及循环水管填埋在中粗砂排水垫层内，并在中粗砂排水垫层中铺设真空滤管；

在加固区周边挖压膜沟，并在压膜沟内侧填筑成环绕加固区的小围埝，所述中粗砂排水垫层表面覆盖密封膜，其四边埋入加固区周边的压膜沟内，在密封膜的上方铺设透明薄膜，使小围埝围成的区域内的密封膜上形成蓄水池；

所述真空滤管由密封膜上引出，与真空预压射流泵相连；真空预压射流泵抽出的水进入蓄水池内；

所述循环水管与蓄水池相连通(循环水管的进水端和出水端分别伸入蓄水池内的膜上覆水水面之下)。

在上述技术方案中，所述中空芯板塑料排水板包括中空圆管芯板和滤膜，所述中空圆管芯板内可循环热水，外表面等间距设置纵向楞骨，滤膜包裹在中空圆管芯板外围。