Электроосмотическая консолидация, которая была впервые изучена и применена Касагранде, является привлекательным методом улучшения почвы для мягкой глины. В этой технологии насыщенная мелкозернистая почва уплотняется с помощью электрического тока. Электроосмотическая консолидация может быть эффективной и жизнеспособной техникой для осушения, консолидации и укрепления насыщенной мелкозернистой почвы.
При отводе воды создается отрицательное давление поровой воды, что запускает процесс консолидации почвы. Процесс консолидации может протекать в сотни раз быстрее, чем механическая консолидация. Поэтому быстро достигается значительное улучшение прочности почвы на сдвиг. Толщина улучшенной почвы составляет от 4 до 10 м.
Более того, одной из выдающихся особенностей этого метода является его низкое воздействие на окружающую среду по сравнению с другими методами улучшения почвы. Сравнительно, углеродный след и стоимость электроосмотического метода ниже, чем у метода забивания гвоздей в почву почти на 50% и 25%, соответственно.
Кроме того, электроосмотическая консолидация используется в различных инженерных областях, например, в земляных работах, стабилизации склонов, контроле потока грунтовых вод, улучшении мощности свай и прочности глины.
Наконец, существует ряд факторов, влияющих на электроосмотическое уплотнение, таких как коэффициент электроосмотической проницаемости, дзета-потенциал и соленость. Данный метод улучшения почвы высокоэффективен в насыщенной мелкозернистой почве с низкой засоленностью.
Содержание: [показать]
Электроосмотическая консолидация
почвы
Электроосмотическая консолидация включает в себя приложение небольшого электрического потенциала к слоям почвы. Это создает отрицательное давление поровой воды, и, следовательно, поток поровой воды начинает двигаться от анода к катоду.
Таким образом, вода движется от анода к катоду, где она может быть собрана и выкачана из почвы. Практически, стальные трубы были установлены и использованы в качестве анода, а перфорированные трубы – в качестве катода.
В результате почва уплотняется и улучшаются ее прочностные характеристики. Установлено, что улучшение свойств почвы является постоянным. Электроосмотический поток зависит от природы почвы, содержания воды, pH и от концентрации ионов в поровой воде. Под действием приложенного электрического потенциала на электродах происходит электролиз воды.
2H2O
-> O2 (г) + 4H+ +4e- окисление (анод)
4H2O +
4e- -> 2H2 (g) + 4OH- восстановление (катод)
Частицы глины имеют отрицательный заряд. Эти отрицательные заряды создают электростатическое свойство поверхности, известное как двойной слой, который создает чистое изобилие катионов в поровом пространстве.
Электроосмотический перенос воды через глину является результатом того, что диффузные катионы двойного слоя в порах глины притягиваются к отрицательно заряженному электроду или катоду.
Электрокинетический процесс
Когда электроды помещаются поперек насыщенной глинистой массы и подается постоянный ток, вода в пространстве глиняных пор переносится к катоду путем электроосмоса.
Кроме того, при движении ионов через поры глины создается фрикционное сопротивление, способствующее переносу дополнительного количества воды. Поток, создаваемый электрическим градиентом, называется электроосмотическим потоком.
Электроосмотический поток
Потребляемая мощность зависит от материала электродов, схемы установки, времени обработки и характеристик почвы. В предыдущих полевых применениях он варьировался от 0,5 кВт-ч/м3 до 230 кВт-ч/м3. Опасность поражения электрическим током существует до 50 В, но опасность будет возрастать по мере увеличения напряжения.
Электроосмотический поток в почве
Факторы, влияющие на электроосмотическое
Консолидация
Расстояние между электродами и схема
Применение электроосмотической консолидации
Консолидация
Использование электроосметики для стабилизации склонов
- Электрокинетическая стабилизация грунта с применением и преимуществами.
- Что такое сжимаемость и консолидация грунта?.
- Методы защиты от коррозии для подводных свай.
- Катодная защита железобетонных конструкций.
- Методы улучшения грунта для стабилизации почвы в различных целях.
- Как установить систему электрического заземления в здании?.
- Мелкозернистый бетон: значение и свойства: Объяснение с видео.