استفاده از روش الكترواسمزي به منظور تسريع خروج آب در خاك‌هاي ريزدانه

Application of Electro-osmosis to Accelerate the Removal of Water form Fine Soils

امروزه استفاده از فرایند الكترواسمز در به‌حركت‌درآوردن آب از محیط خاك یكی از روش‏های بسیار كارآمد به‌سازی خاك ریزدانه به‌شمار می‌رود. ایجاد میدان الكتریكی در محیط خاك به‏ وسیلة الكترودها موجب حركت مولكول‏های آب و خروج آن‏ها از محیط متخلخل می‌شود. در این پژوهش، از سیستم جدید الكترواسمز با نام زهكش‌های الكتریكی عمودی به‏ منظور به‌سازی یك خاك ریزدانه در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شد. بدین منظور، نمونه‌های خاك رسی در حالت اشباع تهیه و با قرارگیری در مدل فیزیكی طراحی‌شده آزمایش شد. نتایج نشان داد، در صورت استفاده از روش الكترواسمزی، خروج آب از خاك بیشتر و با سرعت بالاتر انجام می‌شود. همچنین، میزان خروج آب با افزایش اختلاف ولتاژ بین قطب‏های كاتد و آند در خاك افزایش می‏یابد. اندازه‌گیری هدایت الكتریكی و pH در طول نمونة خاك نیز نشان داد در حین فرایند الكترواسمز مقدار pH در قطب كاتد افزایش و در قطب آند كاهش می‌یابد و مقدار EC در هر دو قطب افزایش می‌یابد. همچنین ولتاژ اعمال‌شده در طول نمونة خاك از قطب آند به سمت قطب كاتد كاهش می‌یابد. بنابراین روش الكترواسمز می‌تواند جایگزین خوبی برای نشست خاك به جای استفاده از سربار روی خاك باشد.

Nowadays, application of Electro osmosis to remove water out of the soil is one of the most efficient methods of fine soil improvement. The electric field created by electrodes placed in the soil, cause water molecules move and get extracted from the porous media. In this research, an electro-osmosis system assembled as vertical drains was applied in a laboratory scale, for treatment and improvement of fine soil. For the purpose some saturated clay samples were prepared and placed in the designed physical model and tested. The results showed that using electro osmosis to withdraw water from the soil the quantity of water will be more and the extraction done more quickly. Also an increase in the difference of voltage between cathode and anode will increase the volume of water leaving the soil. Measurement of electrical conductivity (EC) and pH length wise in the soil showed that in electro osmotic process, pH will increase around the cathode and decrease at the anode. while EC being increased at either the cathode or anode. Also it was observed that the applied voltage to the soil sample decreases from anode to the cathode. Then it is concluded that the electro osmotic method can be a suitable alternative for soil settlement instead of surcharge being applied.