技术摘要：
本发明涉及过湿软土用于路基填料的快速脱水装置及脱水方法，该脱水装置包括有箱体，该箱体内容纳有待处理的过湿过湿软土，布置在箱体的下端区域处以用于在箱体内建立负压且用于通过出口开口从箱体离开的水和空气流体的输送提供动力的真空泵，以及排水管，其中箱体在下  全部
背景技术：
软土可细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等，它具有天然含水量 高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、 透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。《公路工程技术标 准》(JTGB01-2014)中明确规定：软土严禁直接用作路基填料，必须用作路基填料时需作固 化改良处理。本发明的过湿软土定义为：软土的天然含水率大于20％，且超过规范中规定的 该类土作为路基填料所要求的上限值，需要经过脱水处理后才能用于改良固化的软土；近 年来，随着沿海地区经济建设的快速发展，道路工程中开始采用软土作为路基填料使用，由 于软土颗粒表面带负电荷，存在对水分子的静电吸引力，使得土颗粒周围大量水分子的活 动性和流动性降低，依据吸附的水分子到颗粒表面距离的不同，可以细分为：强结合水、弱 结合水、毛细自由水、自由水；软土颗粒越小，颗粒表面的电动电位、热力电位越高，吸附结 合水的能力越强，导致软土的湿度越大。 目前常规的脱水工艺只能分离自由水和极少部分弱结合水；脱水不彻底，导致软 土湿度过大，用于路基填筑材料的利用率较低；目前无论是掺加高分子有机固化剂，还是掺 加水泥、石灰、粉煤灰、石膏等无机结合料，在所期望经济掺量的范围内，始终达不到道路填 筑工程需要的目标含水量；大比例的外掺量导致工程造价持续走高。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能实现 过湿软土颗粒的快速脱水装置。 本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种应用有 上述装置而实现过湿软土颗粒的快速脱水的方法。 本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该过湿软土用于路基填料 的快速脱水装置，其特征在于：包括有： 箱体，该箱体用于容纳待处理的过湿软土； 真空泵，连接在箱体的下端区域处以用于在箱体内建立负压且用于为通过出口开 口从箱体离开的水和空气流体的输送提供动力； 排水管，与前述真空泵相连并能产生负压，该排水管的下端连接至箱体的下端区 域；其中箱体在下端区域处具有流体地连接箱体和管路的至少一个流动通道，待处理的过 湿软土中的水在排水管真空负压吸附力的作用下将沿着排水管流至流动通道中； 振动器，布置在所述箱体两侧；以及 高速离心装置，设置在所述箱体的底部。 4 CN 111549601 A 说　明　书 2/6 页 进一步地，所述箱体的顶部设置有进气口，外部的进气管通过该进气口向所述箱 体内注入高压气体。 过湿软土当过湿软土经过高频振动以及高速离心协同真空负压快速脱水后，过湿 软土的土颗粒与水之间已处于难以分离的状态下，利用外部的进气管经进气口输入高压气 流对待处理的过湿软土内部形成持续稳定的气流场，依靠众多竖直排水管形成的强风场效 应，进一步降低过湿软土的含水率，将过湿软土的超高含水率降到路基填筑材料所需要的 含水量范围内。 进一步地，所述排水管壁上设置有至少四排供过湿软土内部的水流入排水管内的 通孔。通过排水管抽真空后，过湿软土中的水即可有效地流入通孔中进行脱水。 进一步地，所述排水管的外表面覆盖有用于过滤的纱布。纱布不仅可以作为渗滤 膜还能作为避免过湿软土在脱水过程中对通孔造成的堵塞。 优选地，所述纱布的目数为80～200目。 本发明为解决第二个技术问题而提供一种利用上述过湿软土用于路基填筑材料 的快速脱水装置对过湿过湿软土的进行高效脱水的方法，其特征在于：所述方法包括以下 步骤： (1)根据待处理的过湿软土通过计算确定排水管的间距、真空度、真空抽气抽水时 间，振动器的振动频率、振动力、振动次数参数以及高速离心装置的时间； (2)保持箱体与地面平行，使箱体内各个排水管竖直设置；各个排水管的下端均连 接至箱体的下端区域及外接的真空泵； (3)将待处理的过湿软土放入箱体内，在各个竖直的排水管内部注入液态高效纳 米颗粒分散剂；开启箱体两侧的振动器，对装有待处理过湿软土和液态高效纳米颗粒分散 剂的箱体周壁施加振动荷载，振动能量通过箱体整体振动促进高效纳米颗粒分散剂向过湿 软土内部扩散； (4)开启底部高速离心装置，对箱体施加离心力，进一步加速箱体内过湿软土的液 化，依靠过湿软土液化，实现对过湿软土颗粒表面吸附电位的快速降低，释放更多的弱结合 水； (5)在箱体内部的过湿软土顶面出现冒水现象时，表示土体已经液化，并启动外接 真空泵，通过排水管对箱体底部区域抽真空，反向启动高速离心装置，在真空负压吸附力和 高速离心力的协同作用下，实现过湿软土的高效脱水； (6)待出水量小于预定要求时，关闭振动器和真空泵，此时开启高压气泵，通过外 部的进气管经箱体顶部的进气口向待处理的过湿软土内注入高压气体，对脱水的过湿软土 内部形成持续稳定的气流场，依靠众多竖直排水管形成的强风场效应，进一步降低过湿软 土的结合水； (7)高压注气2～5分钟后，关闭高压气泵； (8)重新启动外接真空泵，通过排水管对装置底部进行抽真空，重新反向启动高速 离心装置，在真空负压吸附力和高速离心力的协同作用下，实现对过湿软土的二次高效的 脱水； (9)根据脱水湿度的情况，决定是否进行第三次顶高压注气、底部高度离心和真空 抽气；待脱水的过湿软土含水量达到预定要求时，把箱体内脱水处理好的过湿软土移至制 5 CN 111549601 A 说　明　书 3/6 页 定地方堆放，用于后续步骤的物理或化学固化改良。 进一步地，所述步骤(3)的液态高效纳米颗粒分散剂添加入软土的比例为：100份 体积的软土注入15份～30份高分子纳米土颗粒分散剂渗透稀释液，该液态高效纳米颗粒分 散剂的浓度为2％～5％。 进一步地，所述高分子纳米土颗粒分散剂渗透稀释液的配比为每100份稀释液含 有15份～25份磷酸盐、40份～60份高分子纳米改性剂、25份～35份活性稳定剂。 进一步地，所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸镁、磷酸钙、磷酸铁的单一成份或其 中几种的混合物；所述高分子纳米改性剂为烷基胺类、酰胺类的盐单一成份或其两种的混 合物；所述活性稳定剂为2％的消石灰水或0.05％的金属皂水。其中，本发明的金属皂水指 高级脂肪酸的金属盐水。烷基胺类为三烷基胺类盐，酰胺类为甲酰胺类盐。 进一步地，所述高分子纳米改性剂为三烷基胺类盐和甲酰胺类盐的单一成份或其 两种按浓度1:1混合后的高分子纳米改性剂，混合后的高分子纳米改性剂的亲水亲油平衡 值为10～20。 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过添加纳米土颗粒分散剂稀释液置换极 性水分子的氢离子电位以释放更多的弱结合水，高频振动来提升的孔隙水压力破坏软土颗 粒间的微观墨水瓶孔隙结构，形成孔隙水的排水通道，利用高速离心协同真空负压快速脱 水设备直接脱水，利用高压气流对脱水过湿软土内部形成持续稳定气流场，依靠众多竖直 排水管形成的强风场效应，进一步降低过湿软土的含水率，将过湿软土的超高含水率降到 路基填筑材料所需要的含水量范围内，这个过程中仅有纳米土颗粒分散剂稀释液、机械消 耗费及少量人工操作费；本发明快速脱水装置及快速脱水方法的步骤简单和脱水高效、并 且本发明的脱水装置直接在公路路基填料施工现场进行脱水处理，可以实现传统方法填筑 路基的造价平衡。 附图说明 图1为本发明实施例1中快速脱水装置的结构示意图； 图2为本发明实施例1中排水管的结构示意图； 图3为图1的剖视图。