[发明专利]一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法，包括饱和砂土地基，饱和砂土地基中钻有孔，孔内布设有高压罐，高压罐四周设有泄压阀，高压罐顶部与二氧化碳补给设备连接，其连接管路上设有阀门和压力表，从而使二氧化碳由泄压阀从高压罐溢出到饱和砂土地基中，形成减饱和区域，减饱和区域内设有饱和度监测系统。本发明将人类生产生活中收集到的二氧化碳与饱和砂土地基中的减饱和方法相结合，不仅可以实现温室气体的循环再利用，还可实现对饱和砂土地基实现减饱和加固；不仅可以实现将高压罐中的二氧化碳气体冲入到饱和砂土地基中，还可通过二氧化碳补给设备对高压罐进行二氧化碳的注入，可实现饱和砂土地基的长期减饱和处理。

技术领域

本发明涉及一种加固饱和砂土地基的装置及施工方法，尤其涉及一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法。

背景技术

我国东部沿海地区分布着大量饱和砂土地基，地震发生时，砂土地基中的孔隙水压力急剧增大，当孔隙水压力大于总应力时，有效应力减小为零，砂土颗粒悬浮在水中，即砂土地基发生液化。据统计，地震引起的地基失效约有一半以上源于砂土地基液化。而当饱和砂土地基饱和度从100％减小到95％左右时，地基的抗液化强度可显著提高50％以上。

本发明之前，专利号为ZL202111336276.3的中国发明专利“在深部含水层二氧化碳地质封存上开展压缩二氧化碳储能的方法”公布了一种将二氧化碳压缩并注入到含水咸水层中，仅可将收集到的二氧化碳进行储存，装置虽然利用可再生能源太阳能、风能提供动力，但并未对二氧化碳进行再利用。

因此，针对目前国际国内人民日常生产生活中产生的大量温室气体，以及大面积的饱和可液化砂土地基，亟需研发一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种封装二氧化碳降低砂土地基饱和度的装置及施工方法，通过合理有效利用人类生产生活中产生的二氧化碳，不仅可以有效缓解温室效应，还可以减小饱和砂土地基的饱和度，提高饱和砂土地基的承载能力。

技术方案：本发明包括饱和砂土地基，所述饱和砂土地基中钻有孔，所述的孔内布设有高压罐，所述高压罐四周设有泄压阀，高压罐顶部与二氧化碳补给设备连接，其连接管路上设有阀门和压力表，从而使二氧化碳由泄压阀从高压罐溢出到饱和砂土地基中，形成减饱和区域，所述减饱和区域内设有饱和度监测系统。

所述饱和度监测系统能够对减饱和区域典型部位的饱和度变化进行实时监测。

所述典型部位包括减饱和区域的边界位置与实际工程中重点监测部位。

所述二氧化碳被注入到饱和砂土地基后，一部分二氧化碳发生反应生成沉淀；另外一部分以气态二氧化碳的形态存在，从而实现降低饱和砂土地基饱和度的目的。

所述高压罐顶部通过输气管与二氧化碳补给设备连接，从而使二氧化碳由泄压阀从高压罐溢出到饱和砂土地基中，降低其饱和度。

所述高压罐的压力值为4.2～8.0MPa。

所述输气管的材质为钢材。

所述泄压阀的泄气速率为5～30mL/min。

一种二氧化碳加固饱和砂土地基的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：对饱和砂土地基开挖钻孔；

步骤二：将顶部与输气管连接，四周预留有泄压阀的高压罐布设于孔内；

步骤三：对高压罐上方的孔进行回填；

步骤四：打开阀门，使用二氧化碳补给设备对高压罐注入液态二氧化碳；

步骤五：高压罐中的二氧化碳通过泄压阀进入到饱和砂土地基中并形成减饱和区域；