專利名稱：一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極和加固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于軟土加固技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極和加固裝置。
背景技術(shù)：
我國幅員遼闊，工程地質(zhì)情況十分復(fù)雜，其中沿海、江、河、湖相沉積的軟土作為不良工程地質(zhì)體，普遍存在。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)項目的快速推進，大量的鐵路、公路、機場和房屋需修建在軟土地基之上，但由于軟土自身的承載能力低，壓縮性大，極易引起過大的基礎(chǔ)變形和建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。因此，必須對軟土地基進行處理，以保證工程建設(shè)的安全穩(wěn)定。軟土電化學(xué)膠結(jié)成樁加固法，是基于土體膠結(jié)成分的提高會引起其力學(xué)性質(zhì)的明顯改善這一認(rèn)識，而提出的一種人工膠結(jié)樁加固法，即將金屬電極插入軟土中，并施以直流電，電極在直流電的作用下發(fā)生電解、水解、氧化和脫水反應(yīng)后形成膠結(jié)物，以達到加固軟土的目的。該方法不需要添加水泥、砂等建筑材料，不需要大型施工機械，無粉塵、噪音污染，且對加固區(qū)域環(huán)境無擾動，是一種無污染的環(huán)保型地基處理方法，具有廣闊的應(yīng)用前目前該方法還未在實際工程中得到廣泛應(yīng)用，其中一個重要的原因是電化學(xué)人工膠結(jié)樁的成樁半徑較小， 很難滿足實際工程的需求。已有的研究和試驗成果表明，通常采用的鐵質(zhì)電極經(jīng)過電解后與土體反應(yīng)，在電極周圍形成強度高、質(zhì)地硬的膠結(jié)土層 膠結(jié)樁，其樁徑一般為單根電極直徑的6 8倍。在軟土地基加固的實際工程中，雖然采用直徑較大的電極也可擴大膠結(jié)樁的樁徑，但由于受到金屬電極鈍化作用的影響，電極的實際電解厚度是很有限的，大直徑電極的主體并未電解，使得電化學(xué)膠結(jié)樁對地基承載力的貢獻還不如未電解完的金屬電極，這樣不僅造成建筑材料的浪費，而且也使得電化學(xué)加固軟土失去了其原有的意義。而采用較小直徑的電極，其膠結(jié)樁的半徑有限，加固后樁 土復(fù)合地基很難達到設(shè)計承載力要求。經(jīng)檢索中國專利(專利申請?zhí)?200710052637.5，實用新型專利名稱:電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗裝置)公開了一種電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗裝置，中國專利(專利申請?zhí)?200810048489，實用新型專利名稱:軟巖的電化學(xué)加固方法)公開了一種軟巖的電化學(xué)加固方法，這兩個專利都是采用單根鐵棒作為電極，均存在膠結(jié)樁徑較小的問題。軟土電化學(xué)成樁加固的過程中，影響金屬電極周圍膠結(jié)土層范圍大小的一個主要因素是電極的比表面積。因此，從增大電極的比表面積考慮，探索合理的電極型式和布置方式，對于擴大軟土電化學(xué)膠結(jié)土層的范圍，提高加固后軟土復(fù)合地基的整體承載能力具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用單根鐵棒作為電極導(dǎo)致膠結(jié)樁徑較小的問題。[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，用于放置于軟土地基加固區(qū)域內(nèi)，所述圓筒式復(fù)合電極包括金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個正、負(fù)電極對；使用時，所述金屬圓筒的電極通過電纜線與外部的電源連接，所述金屬棒的電極通過電纜線與外部的電源連接，采用正負(fù)極定時倒向方式給所述金屬圓筒和所述金屬棒通電后，軟土地基加固區(qū)域內(nèi)形成了膠結(jié)樁。更進一步地，所述金屬圓筒的半徑為IOOmm 200mm,金屬圓筒的壁厚為3mm 5mm,所述金屬棒的直徑為IOmm 14mm。本實用新型還提供了 一種用于軟土電化學(xué)加固的加固裝置，所述加固裝置包括N個按等間距排列的圓筒式復(fù)合電極；N為大于等于2的正整數(shù)；每一個圓筒式復(fù)合電極包括:金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個正、負(fù)電極對；N個金屬圓筒的電極均通過電纜線串連，N個金屬棒的電極均通過電纜線串連。更進一步地，所述N個圓筒式復(fù)合電極排列的間距為1.0m 2.0m。本實用新型公開了一種軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，復(fù)合電極由金屬圓筒和單根金屬棒構(gòu)成，金屬棒布置于金屬圓筒的圓心處，兩者組合形成一個正、負(fù)電極對；力口固區(qū)域內(nèi)的每個電極對按等間距進行排列，所有金屬圓筒電極通過電纜線進行串連，金屬棒電極同樣通過電纜線進行串連；通過調(diào)整金屬圓筒的半徑，控制和調(diào)整電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。該方法簡單、操作方便、費用低廉，為有效增大軟土電化學(xué)膠結(jié)樁成樁半徑、提高地基的整體承載能力提供了一條有效的途徑。

圖1是本實用新型提供的一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型提供的加固裝置中多個圓筒式復(fù)合電極的通電線路布置圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提供的一種軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極適用于軟土電化學(xué)膠結(jié)成樁加固，為提高軟土人工膠結(jié)樁的樁徑提供了一套有效的方法。圖1示出了本實用新型提供的一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)；為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分，詳述如下:一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極用于放置于軟土地基3加固區(qū)域內(nèi)，圓筒式復(fù)合電極包括金屬圓筒I以及布置于金屬圓筒I的圓心處的金屬棒2 ;金屬圓筒I與金屬棒2組合并形成一個正、負(fù)電極對；使用時，金屬圓筒I的電極通過電纜線4與外部的電源連接，金屬棒2的電極通過電纜線4與外部的電源連接，采用正負(fù)極定時倒向方式給金屬圓筒I和金屬棒2通電后，軟土地基3加固區(qū)域內(nèi)形成了膠結(jié)樁。[0017]本實用新型提供的用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極采用金屬圓筒I以及位于金屬圓筒I中心的金屬棒2，擴大了電極電解表面面積，能有效增大電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑，形成滿足工程需求的復(fù)合地基。該方法與軟土電化學(xué)加固過程中物理化學(xué)反應(yīng)規(guī)律相適應(yīng)，操作方便、費用低廉，主要用于人工膠結(jié)成樁法加固軟土地基。在本實用新型中，金屬圓筒I的半徑為IOOmm 200mm,金屬圓筒I的壁厚為3mm 5mm,金屬棒2的直徑為10_ 14_。本實用新型還提供了 一種用于軟土電化學(xué)加固的加固裝置，如圖2所示，該加固裝置包括N個按等間距排列的圓筒式復(fù)合電極；N為大于等于2的正整數(shù)；每一個圓筒式復(fù)合電極包括:金屬圓筒I以及布置于金屬圓筒I的圓心處的金屬棒2 ;金屬圓筒I與金屬棒2組合并形成一個正、負(fù)電極對；N個金屬圓筒I的電極均通過電纜線4串連，N個金屬棒2的電極均通過電纜線4串連。在本實用新型中，復(fù)合電極由金屬圓筒I和單根金屬棒2構(gòu)成，金屬棒2布置于金屬圓筒I的圓心處，兩者組合形成一個正、負(fù)電極對；軟土地基3加固區(qū)域內(nèi)的每個電極對按等間距進行排列，所有金屬圓筒I的電極通過電纜線4進行串連，金屬棒2的電極同樣通過電纜線4進行串連；通過調(diào)整金屬圓筒I的半徑，控制和調(diào)整電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，采用薄壁金屬圓筒和單根金屬棒構(gòu)成，金屬圓筒的半徑為IOOmm 200mm,壁厚為3 5mm,金屬棒的直徑為IOmm 14mm,并布置于金屬圓筒的圓心處，金屬圓筒與金屬棒組合形成一個正、負(fù)電極對。加固區(qū)域內(nèi)每個電極對按等間距進行排列，中心排列間距為1.0m 2.0m,每一電極對的金屬圓筒、金屬棒分別通過電纜線進行串連后接入專用電源的正極或負(fù)極。一種軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極它包括電極形式、尺寸、電極的組合方式和布置間距，復(fù)合電極由金屬圓筒I和單根金屬棒2構(gòu)成，金屬棒2布置于金屬圓筒I的圓心處，兩者組合形成一個正、負(fù)電極對；加固區(qū)域內(nèi)的每個電極對按等間距進行排列，所有金屬圓筒I的電極通過電纜線4進行串連，金屬棒2的電極同樣通過電纜線4進行串連；通過調(diào)整金屬圓筒的半徑，控制和調(diào)整電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。表一示出了具體實施例中金屬圓筒I和金屬棒2的各個參數(shù)、多個圓筒式復(fù)合電極之間的排列間距以及復(fù)合膠結(jié)樁直徑。
權(quán)利要求1.一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極，用于放置于軟土地基加固區(qū)域內(nèi)，其特征在于，所述圓筒式復(fù)合電極包括金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個正、負(fù)電極對； 使用時，所述金屬圓筒的電極通過電纜線與外部的電源連接，所述金屬棒的電極通過電纜線與外部的電源連接，采用正負(fù)極定時倒向方式給所述金屬圓筒和所述金屬棒通電后，軟土地基加固區(qū)域內(nèi)形成了膠結(jié)樁。
2.如權(quán)利要求1所述的圓筒式復(fù)合電極，其特征在于，所述金屬圓筒的半徑為IOOmm 200mm,金屬圓筒的壁厚為3mm 5mm,所述金屬棒的直徑為IOmm 14mm。
3.一種用于軟土電化學(xué)加固的加固裝置，其特征在于，所述加固裝置包括N個按等間距排列的圓筒式復(fù)合電極；N為大于等于2的正整數(shù)； 每一個圓筒式復(fù)合電極包括:金屬圓筒以及布置于所述金屬圓筒的圓心處的金屬棒；所述金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個正、負(fù)電極對； N個金屬圓筒的電極均通過電纜線串連，N個金屬棒的電極均通過電纜線串連。
4.如權(quán)利要求3所述的加固裝置，其特征在于，所述N個圓筒式復(fù)合電極排列的間距為.1.0m 2.0m0
專利摘要本實用新型公開了一種用于軟土電化學(xué)加固的圓筒式復(fù)合電極和加固裝置；圓筒式復(fù)合電極包括金屬圓筒以及布置于金屬圓筒的圓心處的金屬棒；金屬圓筒與金屬棒組合并形成一個正、負(fù)電極對；金屬圓筒的半徑為100mm～200mm，金屬圓筒的壁厚為3mm～5mm，所述金屬棒的直徑為10mm～14mm。本實用新型公開的復(fù)合電極由金屬圓筒和單根金屬棒構(gòu)成，加固區(qū)域內(nèi)的每個電極對按等間距進行排列，所有金屬圓筒電極通過電纜線進行串連，金屬棒電極同樣通過電纜線進行串連；通過調(diào)整金屬圓筒的半徑，控制和調(diào)整電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。該方法簡單、操作方便、費用低廉，為有效增大軟土電化學(xué)膠結(jié)樁成樁半徑、提高地基的整體承載能力提供了一條有效的途徑。
文檔編號E02D3/11GK202945589SQ201220542070
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者苗雨, 余飛, 陳善雄, 呂加賀, 王橋 申請人:華中科技大學(xué)