Consolidación electro-osmótica del suelo.

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Investigada y aplicada por primera vez por Casagrande, la compactación electro-osmótica es una técnica atractiva para mejorar el suelo de arcilla blanda. En esta técnica, el suelo saturado de grano fino se consolida mediante la aplicación de corriente eléctrica. La consolidación electroosmótica es una técnica efectiva y viable para drenar, consolidar y consolidar suelos saturados de grano fino.

A medida que se drena el agua, se crea una presión intersticial negativa y se introduce un proceso de compactación en el suelo. El proceso de consolidación puede ser hasta 100 veces más rápido que la consolidación mecánica. Por lo tanto, la resistencia al corte del suelo mejora considerablemente. El espesor del suelo mejorado varía de 4m a 10m.

Otra característica importante de este método es que tiene menos impacto en el medio ambiente que otros métodos de mejora del suelo.Comparativamente, huella de carbono y coste electroósmosis Este método es aproximadamente un 50 % y un 25 % más económico que la técnica de clavado en el suelo, respectivamente.

Además, la consolidación electroosmótica se utiliza en una variedad de aplicaciones de ingeniería, como excavación, estabilización de taludes, control de flujo de aguas subterráneas, mejora de la capacidad de pilotes y resistencia de la arcilla.

Finalmente, hay eso es número Factores que afectan la consolidación electroosmótica, como el coeficiente de permeabilidad electroosmótica, el potencial zeta y la salinidad. Este método de mejora del suelo es muy eficaz en suelos saturados de grano fino y baja salinidad.

Consolidación electro-osmótica del suelo.

La consolidación electroosmótica consiste en aplicar un pequeño potencial eléctrico a través de una capa de suelo. Esto crea una presión de agua intersticial negativa, lo que da como resultado un flujo de agua intersticial que comienza desde el ánodo hasta el cátodo.

De modo que el agua puede pasar del ánodo al cátodo, donde se puede recolectar y drenar del suelo.

El resultado es un terreno más firme y mejores propiedades de resistencia. Se ha encontrado que las mejoras en las propiedades del suelo son permanentes. El flujo electroosmótico depende de las propiedades del suelo, el contenido de agua, el pH y la concentración iónica del agua intersticial. Debido al potencial aplicado, la electrólisis del agua se produce en los electrodos.

2H2O -> O2 (g) + 4H+ +4e- oxidación (anódica)

4H2O + 4e- -> 2H2 (g) + 4OH- reducción (cátodo)

Las partículas de arcilla tienen una carga negativa. Estas cargas negativas crean una propiedad de superficie electrostática conocida como doble capa, creando una abundancia neta de cationes en el espacio poroso.

El transporte electroosmótico de agua a través de la arcilla es el resultado de cationes difusos de doble capa dentro de los poros de la arcilla que son atraídos por un electrodo o cátodo con carga negativa.

Cuando los electrodos se colocan a través de la masa de arcilla saturada y se aplica una corriente continua, el agua dentro de los espacios porosos de la arcilla se transporta hacia el cátodo por electroósmosis.

Además, a medida que los iones se mueven a través de los poros de la arcilla, su movimiento crea una resistencia por fricción que ayuda a transportar agua adicional.El flujo producido por el gradiente eléctrico se llama Eelectro– Flujo de filtración.

El consumo de energía varía según el material del electrodo, el patrón de instalación, el tiempo de tratamiento y las características del suelo. Las aplicaciones de campo anteriores variaron de 0,5 kWh/m3 a 230 kWh/m3. El riesgo de descarga eléctrica por corriente aumenta hasta 50 V, pero cuanto mayor es el voltaje, mayor es el riesgo.

Factores que afectan la consolidación electroosmótica

1. El coeficiente de permeabilidad electroosmótica es un factor crucial en la efectividad de las enmiendas del suelo. Controla el flujo electroosmótico.
2. El potencial zeta es el potencial de difusión eléctrica en la doble capa.
3. La salinidad es la concentración iónica del agua intersticial.
4. transparencia del suelo.
5. Contenido de humedad, el alto contenido de humedad mejora el efecto de la consolidación electro-osmótica.
6. Actividad del suelo, es decir, la capacidad de las partículas del suelo para intercambiar sus iones atractivos.

Aplicaciones de la consolidación electroosmótica

1. Estabilización de taludes
2. excavación
3. terraplén
4. controlar el flujo de agua subterránea
5. Mayor capacidad de pila
6. mejora de fortaleza de arcilla
7. Deshidratación de relaves y lodos
8. Mejora del suelo después del deslizamiento de tierra