一种用于大规模土体降水处理的电渗电源设计.pdf

第 41卷 第 2期 太 原 理 工 大 学 学 报 Vo1．41 NO．2 2010年 3月 joURNALOFTAIYUAN UNIVERSITY 0F TECHNOLOGY M ar．2O1O 文章 编 号 ：1007—9432(2O1O)02—018803 一 种用于大规模土体降水处理的电渗电源设计 曹泰斌 ，刘青松，朱 宁 (嘉兴学 院 机电工程学院 ，浙江 嘉兴 314001) 摘 要 ：为提 高 电渗技 术在 高4-水 率 土体 降水 固结施 工应 用 的效 果 ，设计 了一种 用 于 大 规 模 土 体 降水 处 理 的 电渗 设 备 系统 ，该 系统 包括 专 用 电 源 、电极 、真 空装 置 、流 量 计 量 装 置 等 ，其 中专 用 电 源是 系统 的核 心 。重 点介 绍 了电渗 专用 电源 的设计 ，应 用 电力 电子技 术 和单 片机技 术 ，构成数 字式 的专用 高频开 关 电源 ，该 系统可 以支持 恒流启 动 、恒压保持 、脉 冲加 强 、间歇通 电和极 性转换 等 多种 先进 的 电渗工 艺操作 ，各 工艺操 作 的 时间可 以 自由设 定 ，使 得 电渗技 术 可发 挥 最好 的效 果 。并 且 ， 具有 手 动 和 自动 两种 模 式 ，可 以 实现施 工现 场 的无 人 值 守 。经 过 施 工 现场 实 际使 用 ，效 果 良好 。 关键词 ：电渗技 术 ；设备 系统 ；土体 降水 中 图分类 号 ：TM461 文 献 标 识 码 ：A 对于水位高、承载力低的土体 ，其开发利用的首 术也不能给予有效的支持，或者是效率很低、操作繁 要问题就是要进行降低土体含水率的处理，即把土 琐，严重制约了电渗法在实际施工 中的推广应用。 体中的水分排出以降低含水率，提高土体 的承载能 笔者是介绍建立在工程中可行的电渗法施工工 力 ，使之成为道路 、建筑物、构筑物等的坚实基础 。 艺操作基础上开发的电渗设备系统，经过实际使用， 建筑和市政施工有多种降低土体水位的方法，近年 效果 良好 ，填补了在该类设备的国内空 白。 来在工程实际中开始应用的电渗法便是降水施工的 新技术之一。 1 土体排水处理的电渗设备 在土体中水 的存在形式分，电渗法对排 出土体 电渗 (electro—osmosis)法降水技术是将含水的 中的孔隙水是最有效的，所以电渗法也主要是用于 土体置于电场作用下 ，使水分子通过多孔性 固定颗 如泥塘 、滩涂、河道等特殊土体的降水处理。这些土 粒作定向运动，在固体移动受到限制的系统中，扩散 体具有孑L隙率高的特点，而孑L隙水又不能自然析出， 层中的反离子沿滑移界面 向电极移动，同时带动水 使得普通的井点排水施工方法难以奏效。而且由于 分子移动 ，水分子受到向负极运动的力而积聚到负 孔隙水在数量上 占有较大 比例 ，故排出孔隙水成为 极，将水从负极排出，则实现了土体 降水，这种方法 降低土体含水率的关键问题 ，也成为基础处理的难 即为电渗法。电渗法具有能耗低、降水效率高的优 题 ，也恰给 电渗法提供了用武之地 ]。 势，特别是可以有效地对付孑L隙水 ，因此具有很大的 影响和决定 电渗法排水效果有诸多因素 ，但归 实用价值 。 结起来主要是两类 ，一是工艺 ，二是设备。随着科学 应用电渗法对土体进行降水处理的效果主要取 技术的进步，电渗法 的工艺技术也有 了一定 的发 决于施工的工艺，另外也与电渗法采用的设备系统 展l2]，虽然不能说 已经成熟 ，但 总是在不 断完善之 有关，即设备的功能必须能够支持工艺操作。笔者 中。而另一方面，能够支持