1.一种电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验装置,其特征在于,包括:
试验土箱(1),所述试验土箱(1)底部开设纵向排水口(101),与底座内横向排水通道(102)连通,纵向排水口(101)中心为热水进水口(105),与底座(104)内横向热水通道(103)相连,所述试验土箱(1)底部纵向排水口(101)处布设土工布过滤所排孔隙水;
阴极(2),所述阴极(2)包括加热管(201)以及其外壁缠绕的粗铜丝(202),其末端连接外部直流电源(6)阴极;
阳极(3),所述阳极(3)设有多根,上端以导线(301)连通围绕阴极(2)均匀排列,并与外部直流电源(6)阳极相连,所述阳极(3)中间空心且外壁开孔,包括促进管中化学浆液从阳极向阴极流动的内外向孔洞(302)和促进化学浆液在阳极附近扩散的周围向孔洞(303),并用土工布包裹好,阳极(3)底端(304)为锥形,便于安插入土体;
太阳能加热装置(4),所述太阳能加热装置(4)包括进水通道(401)、出水通道(402)、外部吸热层(403)以及内部隔热层(404),其中进水通道(401)与试验土箱(1)的排水通道(102)和加热管(201)上端贯通,将试验排水和加热管(201)内传热后的水汇集到太阳能加热装置(4)中循环加热使用,其中出水通道(402)与试验土箱(1)的热水进水口(105)贯通,将处理后的水传入加热管(201)对土体进行循环加热,其中外部吸热层(403)通过吸收太阳光的热量对装置内的水进行加热,其中内部隔热层(404)起保温作用,以防加热水在流入土体前散失热量;
水循环通道(5),所述水循环通道(5)连通试验土箱(1)、加热管(201)和太阳能加热装置(4);
直流电源(6),所述直流电源(6)正负极分别连接阳极(3)和阴极(2),为土体提供持续稳定的电压。
2.根据权利要求1所述的电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验装置,其特征在于:所述试验土箱(1)整体为亚克力材质,加热管(201)为导热塑料材质,所述阳极(3)为低碳钢材质,所述水循环通道(5)为隔热塑料材质。
3.根据权利要求1所述的电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验装置,其特征在于:所述试验土箱(1)底部排水口(101)与横向排水通道(102)和热水通道(103)同时相连,其中热水通道(103)向内延伸至热水进水口(105),通过加热管(201)持续对土体提供热量。
4.根据权利要求1所述的电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验装置,其特征在于:所述粗铜丝(202)在加热管(201)外壁呈螺旋状分布。
5.根据权利要求1所述的电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验装置,其特征在于:所述周围向孔洞(303)间距大于内外向孔洞(302)间距。
6.一种电化学固结排水循环加热阴极局部土体的试验方法,其特征在于,采用权利要求1所述的试验装置,包括以下步骤:S1、在阳光充足处依次连接试验土箱(1)、阴极(2)和太阳能加热装置(4),通过水循环通道(5)形成整体;
S2、向试验土箱(1)内装土足量土样并安插好阳极(3)后,通过对应的导线将阳极(3)和阴极(2)分别与直流电源(6)的正负极接通,并打开电源进行电渗处理;
S3、在电渗过程中向阳极(3)空心处注入一定量的化学浆液,在电渗过程中排出的土体间孔隙水通过排水口(101)进入水循环通道(5)汇集于太阳能加热装置(4),吸收太阳光热量后再通过横向热水通道(103)流入加热管(201)对阴极附近土体进行局部加热;
S4、当直流电源(6)所示电流值降低至一定限度且相对稳定后则视为固结完成,关闭直流电源(6),取出固结土体进行相关物化性能测定,并对试验装置进行清洗以备下次使用。