Способ электроосмотического осушения грунта

 

Изобретение относится к строительству инженерных сооружений, преимущественно на водонасыщенных глинистых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем их электроосмотического осушения, и направлено на ускорение процесса и увеличение зоны осушения. Это достигается тем, что во время погружения анодных электродов вокруг них погружаются дополнительные анодные электроды Растворитель вводится в грунт периодически через дополнительные электроды после стабилизации величины минимального водоприто а к катодному электроду . Напряжение тока на электроды подают до минимального снижения величины водопритока и после введения в грунт растворителя . Определение величины показателя рН производят в растворах прианодной зоны и растворителя. Введение растворителя производится до выравнивания величины рН растворов прианодной зоны и растворителя, ь качестве которого используют 0,5-2,0%-ный раствор соляной кислоты Дополнительные анодные электроды размещают между прямыми , проходящими через основные анодные и катодный электроды 3 ил. 00 С

СОЮЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ IECKVIX

РЕСПУБЛИК (я >s Е 02 0 3/11 госудлРстввнный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пви гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665720/33 (22) 23.03.89 (46) 23.01.91. Бюл. N 3 (71) Всесоюзный нау <но-исследовательский и проектно-конструкторскии институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдеpcKoMó делу (72) В.В. Бутюгин, А.В. Киянец, Л.В. Гуреева, Е.В. Лычагин и К.И. Фоменко (53) 624.138.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М. 937608, кл. Е 02 D 3/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1137155, кл. Е 02 0 3/11, 1983, (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРООСУ01ИЧЕСКОГО

ОСУШЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительству инженерных сооружений, преимущественно на водонасыщенных глинистых грунтах, в частности к упрочнению грунтов пу ем их

Изобретение относится к строительству инженерных сооружений, преимущественно на водонасыщенных глинистых грунтах, в частности к упрочнению грунтов путем их электроосмотического сооружения.

Цель изобретения — ускорение процесса и увеличение зоны осушения, На фиг, 1 изображено размещения электродов на участке осушения; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1, на фиг. 3 — зависимость водопритока от концентрации соляной кислоты.

Способ осуществляют следующим образом.

На обрабатываемом участке размещают катодный электрод 1 и вокруг него анодные 2 внутреннего контура и

„„H3„„1622514 А1 электроосмотического осушения, и направлено на ускорение процесса и увеличение зоны осушения. Это достигается тем, что Ro время погружения анодных электродов вокруг них погружаются дополнительные анодные электроды. Растворитель вводится в грунт периодически через дополнительные электроды после стабилизации величины минимального водопритока к катодному электроду. Напряжение тока на электроды подают до минимального снижения величины водопритока и после введения л рунт растворителя. Определение величины показателя рН производят в растворах г Iðèçíîä/(ои зоны и растворителя. Введение раствори1еля производится до выравнивания величины рН раглворов прианодной зоны и растворителя, в качестве которого используют 0,5-2,0;ь-ныи раствор солянои кислоты Дополнительные анодные электроды размегцают между прямыми, проходящими через основные анодные и катодный электроды. 3 vn. дополнительные анодные 3 внешнего контура (фиг. 1, 2) электроды.

Причем для исключения отрицательного влияния воды одноименно заряженных участков каждый дополнительный анодный электрод 3 располагают вне прямых, связывающих основные анодные электроды 2 с катодным электродом 1.

Электроды 1-3 из металлических перфорированных труб через соединительные провода 4 подключают к источнику напряжения постоянного тока (не показан). Устанавливают ток силой, вызывающей максимальный водоприток, а после снижения водопритока до постоянного минимального значения ток отключают и через дополнительные анодные электроды 3 вво1622514

15 стых, дят раствор соляной кислоты концентрацией 0,5 — 2,0% до выравнивания показателя рН растворов анодной зоны с вводимым.

После прекращения введения кислоты подачу напряжения возобновляют. Цикл операций повторяют до достижения необходимой степени осушения массива, Концентрация соляной кислоты ниже

0,5% создает недостаточное увели ение ffîдопритока (фиг, 3) из-за малого увеличения электропроводности грунта, а концентрация выше 2,0% приводит к быстрому растворению солей и обессоливанию эоны вокруг электродов 3 и как следствие к снижению электропроводности и водопритока к катодному электроду 1.

Силл тока устанавливается в рациоf<ивающих максимальный водоприток, нижний предел лимитируетс< счществен««.м увеличением водопритокл, например в 2 раза по сравнению с начальным (фиг, 3), верхний предел— быстрым сни.кением водопритока при дальН P <11 Ø P. М П О В Ы Ш Е Н И<1 С И Л< Ы Т О К а .

ДЛЯ ПОВЬ<ШЕНИЯ Э<<>фв<:TÈÇÍOPTÛ ОТВОДЛ воды подачу тока нл г<ериод введения кислоты прекращают, при эт<зл«массив грунта о«.лаждается, чему также способствует вводимый раствор соляной кислоты.

Введег<ие кислоты изменяет состав обменных катионов грунта, что снижает его водоудерживающую способность, повь<шает водоприток к катодному электроду 1, а это позволяет увеличить расстояние между электродами 1-3, Таким образом, образуел«ый дополнительными анодными электродами 3 контур позволяет регулировать приток к катодному электроду 1, Выравнивание показателя рН растворов прианодной зоны дополнительных электродов 3 и вводимого раствора кислоты свидетельствует о полном растворении солей в этой зоне, поэтому дальнейшяя подача кислоты нецелесообразна. Поддержание постоянно кислой среды в прианодной зоне не дает амфотерным минералам изменять свой знак на противоположный, что обеспечивает направленность процесса движения воды всегда в одну сторону — к катодному электроду 1.

При совместном действии электрического тока и соляной кислоты происходит осушение массива практически во всем объеме участка обработки. Кроме того, переход в кислый раствор карбонатов, содержащих ся в грунте, и их движение к катоду способствуют упрочнению грунта. Вводимая в грунт соляная кислота практически не загрязняет отбираемую воду, так как концентрация ее незначительна.

Пример . На участ е работ осушл>« водонасыщенный слабопроницаемый суглинок лесовидный мощг<остью до 15 м с естественной влажностью 25%. cor ротивлением сдвигу 0,035 МПа и углом внутреннего трp>Iлги перфорированные трубы диаметром 0,055 м, в качестве катодных электродов — перфорированная труба диаметром 0,? м. Расс го я н ие между катодным электродом и внутренним контуром основнь<х лнодных э«ек рг<<>ог< 7.5 м, а между контуром дог<олнительнь<, анодных электродов <5 <4. 3эглубление электродов

12 м. В качестве источника постоянного тока использовался выпрями fåëь с»ыходным напряжением 500 В н с "лой 1 . ка до 1000À.

Раствор соляной кислоты им» концентрацию 0,5 и 2,0%.

В начальный момен г f>p»fnP><и д< подачи напряжения водоприток в клтодно<ь<; электроду составлял 0,5 м /ч. После подачи нлпРЯжениЯ PQf>Qл <е«11е силы тока приводило к огре< реву гру«та и резкому сни:кению»одсг;рнтоьа. Посл. Того, как водопритох снизился до минимального, электрический TGK был отклю«ен и в грунт вводили соляную к1!сл

Б результате рлбо<ь чео".з сут ллжносзь грунта в обьеме 2700 fn он<<зила .; с 25 до

20%, а ЕГО ПРОЧНГгСГ. ВОЗООСЛЛ СС pO

Применение предлагаемого спос бl нл практике обеспечит повышение производительности и yf«erf1! pi«np эоны осу«<ения вокруг одного катодного электрода, что позволит в более короткии -ðîê и с,меньшими затратами подготавливать оснОвания для инженерных сооружений на водонасыщенных грунтах, преимущественно глиниФормула изобретения

Способ электроосмотического осушения грунта, включающий погружение в грунт катодного и вокруг него анодных элек1622514

НС7

/ Cl тродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введение в грунт растворителя, отвод воды от катодного элек-рода и определение величины показателя рН, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса и увеличения зоны осушения, во время погружения анодных электродов производят погружение вокруг них дополнительных анодных электродов, введение в грунт растворителя осуществляют периодически через дополнительные анодные электроды после стабилизации величины минимального водопритока к катодному электроду, подачу напряжения тока на электроды ведут до минимального снижения величины водопритока после введения в грунт растворителя, определение величины рН про5 изводят в растворах прианодной зоны и растворителя, причем введение растворителя осуществляют до выравнивания величины рН растворов прианодной эоны и растворителя, в качестве последнего используют 0,5-2,0 -ный

10 раствор соляной кислоты, а дополнительные анодные электроды размещают между прямыми, проходящими через основные анодные и катодный электроды.

1622514 гда,%

0.9 0.В 7,2 76 2,0 2,9 2,8 с б

Фиг. Я

Составитель А, Прямков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Бескид

Редактор В. Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 94 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5