Устройство для электрохимического укрепления грунта

 

on е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ti)727744

Союз Советских

Социалистическых

Реслублнк

4r ъ

-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.03.77 (21) 2465021/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень № 14 (51) М. Кл

Е 02 D 3/14

Гесударствеииый комитет

СССР (53) УДК 624.138 (088.8) ао декам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.04.80 (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев и В. К. Быстров (7I ) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА

Изобретение относится к строительству оснований различных сооружений на водонасыщенных связных грунтах и может быть использовано при строительстве и эксплуатации объектов жилого, промышленного, военного, гидротехнического и иного назначения.

Известно устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее электроды-инъекторы, закрепляющие раствор, и источник высокого напряжения (1). В процессе пропускания через растворы закрепляющих солей и грунт импульсов тока физикомеханические свойства последнего улучшаются и в ходе химических реакций в нем, образуется камнеподобное тело. Однако изза поляризации грунта постоянной составляющей тока продолжительность обработки весьма велика.

Известно также устройство для электрохимического укрепления грунта, содержащее электроды-инъекторы с закрепляющим раствором, расположенные в укрепляемом грунте, источник питания, диод, причем один электрод-инъектор подключен к одному из выходов источника питания (2), л

Цель изобретения — повышение плотности грунта и снижение энергозатрат.

Это достигается тем, что в устройство для электрохимического укрепления грунта введены резистор и конденсатор, причем другой электрод-инъектор подключен к катоду диода, к одной обкладке конденсатора и к одному выводу резистора, другой вывод резистора и другая обкладка конденсатора подключены к другому выводу источника питания, а анод диода соединен с одним из выводов источника питания.

На чертеже показана схема устройства для электрохимического укрепления грунта.

Устройство состоит из электрода-инъектора 1 и электрода-инъектора 2, которые заглубляют в скважины внутри укрепляемого грунта. Через электроды вводят закрепляющий раствор и пропускают между ними через грунт ток от источника 3 электрической энергии переменного тока промышленной час2р тоты. Анодный электрод 2 подключен к одной клемме источника 3 непосредственно, а между электродом 1 и другой клеммой источника включен резистор 4, ограничивающий величину переменной составляющей тока источника

727744

3 через укрепляемый грунт, находящийся в межэлектродном пространстве.

Кроме того, электрод 2 соединен с диодом 5, который другим выходом подключен к электроду 1 непосредственно и через конденсатор 6 — к клемме источника, связанной с токоограничивающим резистором 4.

Источник 3 вместе с конденсатором 6, диодом 5, резистором 4 и электродами 1 и 2 образует генератор, формирующий асимметричный ток в укрепляемом грунте, постоянная составляющая которого улучшает физико-механические свойства этого грунта.

В тех случаях, когда через грунт пропускают ток, постоянная составляющая которого соизмерима с переменной составляющей, для предотвращения шунтирования конденсатора 6 (во время его заряда от источника 3 через диод 5) сопротивлением 4 типа резистор, имеющим в таком случае сравнительно малое сопротивление, обкладка этого конденсатора, связанная с катодом диода 5 непосредственно, может быть подключена к анодному электроду 1 через дополнительный диод. В этом случае анод диода подключают к конденсатору, а катод — к электроду-инъектору 1. В случаях ограничения переменной составляющей тока сопротивлением 4, выполненным в виде конденсатора, а также при соотношении энергии импульсов выпрямленного и переменного тока в пределах 50 —

20:1 ток подразряда конденсатора 6 через резистор с большим сопротивлением имеет малое значение и включение диода в цепь разряда конденсатора не имеет смысла, так как этот диод снижает КПД разряда конденсатора на межэлектродный промежуток с грунтом.

Рабочий ход генератора начинается с заряда конденсатора 6 от источника 3 через диод 5. Этот заряд заканчивается в момент, когда мгновенное значение напряжения источника достигает своего максимального значения в полупериоде, который будем считать нечетным. Во время заряда конденсатора напряжение в цепи источник 3 — конденсатор 6 практически равно нулю, так как полярность напряжения источника обратна по отношению к полярности конденсатора.

По окончании заряда конденсатора напряжение источника начинает уменьшаться по абсолютному значению. Оно уменьшается по косинусоиде, а напряжение на конденсаторе остается неизменным. В результате этого напряжение в цепи источник 3 — конденсатор 6, прикладываемое к межэлектродному пространству с находящимся в нем укрепляемым грунтом, начинает увеличиваться.

Так как напряжение источника убывает по закону косинуса, ток в грунте (являющийся током разряда конденсатора 6, который в свою очередь является производной от закона изменения напряжения на участке цепи с источником и конденсатором и изменяется по закону синуса), увеличивается по синусоидальному закону. В момент, когда мгновенное значение напряжения источника становится равным нулю, ток разряда конденсатора достигает своего максимального значения, а напряжение на его обкладках — нулевого значения, после чего конденсатор начинает перезаряжаться. Во время перезаряда (в четном полупериоде изменения напряжения) конденсатор ограничивает величину тока, протекающего в грунте от анода

1 к катоду 2. Этот перезаряд заканчивается в момент достижения напряжением источto ника в четном полупериоде своего амплитудного значения. Во время перезаряда конденсатора ток в грунте убывает от мал.имального значения до нуля, а конденсатор запасает энергию источника и в конце импульса тока в грунте на его обкладке, соединенной с клеммой источника, оказывается заряд, положительный относительно обкладки, соединенной с диодом 5. По окончании импульса тока в грунте напряжение источника снова начинает убывать по абсолютной величищ не, в результате чего к аноду диода 5 прикладывается положительное относительно

его катода напряжение, поэтому конденсатор снова начинает перезаряжаться. Этот его перезаряд, в результате которого на обкладке, соединенной с катодом диода 5, сно ва восстанавливается напряжение, положительное относительно обкладки, связанной с клеммой источника 3, заканчивается в момент, когда в нечетном полупериоде напряжение источника достигает своего максиз мального амплитудного значения. Далее процесс проведения тока в грунте (от анода к катоду) повторяется циклически. Таким образом, за два полупериода изменения напряжения источника в межэлектродном пространстве через укрепляемый грунт проИ текает один импульс тока, длительность которого равна длительности одного полупериода изменения тока источника, т. е. генератор формирует однополярные импульсы тока в укрепляемом грунте, протекающего от анода к катоду.

На импульсы тока однополупериодного выпрямления, величина которых определяется значением емкости токоограничивающего конденсатора 6, накладывается переменный ток источника 3, величина которого аз ограничивается резистором 4. В результате этого через электроды и находящийся между ними грунт протекает асимметричный переменный ток, постоянная составляющая которого, направленная от анода к катоду, члччшает физико-механические свойства

39 грунта, а переменная осуществляя деполяризацию электрохимической системы, интенсифицирует процессы в нем и повышает эффективность его обработки.

Схема предлагаемого устройства характеризуется простотой и не содержит дефицитных элементов, а включение в цепь формирования постоянной составляющей асимметричного тока дозирующего токоограничивающего конденсатора позволяет повы727744

Формула изобретения

1 Составитель В. Андриевский

Техред K. Шуфрич Корректор В. Синицкая

Тираж 7!3 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП вПатент>, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактдр Е. Яковчик

Заказ 1089/29

5 сить КПД генератора импульсов. Этот же конденсатор устраняет постоянную составляющую в токе, потребляемом от источника 3, что обеспечивает лучшее использование его габаритной (расчетной или так называемой типовой) мощности.

Такое формирование асимметричного тока производится при равномерной нагруз- . ке источника 3 в течение всего периода изменения его напряжения, т. е. последний разгружается от постоянной составляющей тока, что позволяет уменьшить его типовую мощность.

Устройство для электрохимического укрепленця грунта, содержащее электроды-инъекторы с закрепляющим раствором, распоЬ ложенные в укрепляемом грунте, источник питания, диод, причем один электрод-инъектор подключен к одному из выводов источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения плотности грунта и снижения энергозатрат, в него введены резистор и конденсатор, причем другой электрод-инъектор подключен к катоду диода, к одной обкладке конденсатора и к одному выводу резистора, другой вывод резистора и другая обкладка конденсатора подключены к другому выводу источника питания, а анод диода соединен с одним из выводов источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 346444, кл. Е 02 D 3/14, 1971::---: .2, Авторское свидетельство СССР

¹ 566464, кл. Е 02 D 3/14, 1977.