NO771572L - Apparat og fremgangsm}te for peledriving ved hjelp av elektro-osmose - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og

en anordning til hjelp ved nedramming av peler under anvendelse av elektro-osmose.

Prinsippet med elektro-osmose benyttes når det gjelder jordmekanikk til å beskrive virkningen av vann som beveger seg gjennom ikke-kornformet jord fra en anode til en katode ved påtrykning av en likestrøm. Dette prinsipp er i den senere tid benyttet for å avvanne jordmasser.slik at deres styrke og bæreevne øker. Elektro-osmose er også blitt benyttet som hjelp ved nedramming av peler ved.at pelen koples som katode og har utvendig anbrakte anoder, men de tidligere kjente metoder.er ikke hensiktsmessige når jorden ligger under vann-nivået fordi den tilførte energi da vil bli ledet gjennom vannet med liten virkning på jordmassen.

Oppfinnelsen tar sikte på å frembringe en forbedret fremgangsmåte som hjelp ved nedramming av peler under anvendelse av elektro-osmose ved å rette strøm ned gjennom innsiden av pelen og opp på utsiden av denne, gjennom den jordmasse som støtes inntil det område der pelen drives ned, slik at vann beveges gjennom jordmassen og letter nedramming av pelen. Ned-rammingen blir lettere ikke bare fordi vanninnholdet øker nær ved utsiden av pelen, men også på grunn av to ytterligere feno-mener. Man har frastøtning mellom den negativt ladede utside av pelen og den naturlige negative ladning av . jordpartiklene. Dessuten dannes det hydrogengassbobler på pelens utside på grunn av elektrolysen, og disse bobler har også tilbøyelighet til å nedsette adhesjonen mellom den sammenhengende jordmasse og pelen.

Oppfinnelsen angår således en anordning og en fremgangsmåte som hjelp ved nedramming av en hul pel i jordmassen ved å rette en elektrisk likestrøm ned gjennom pelen, ut ved dennes bunn og opp på utsiden for dermed å tevege vann inn i jordmasssen rundt pelen, slik at denne kan drives lettere.

En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er derfor å isolere en elektrisk ledende hul pel, fortrinnsvis på innsiden av et elektrisk isolerende materiale, hvoretter vann føres inn i den hule pel og en elektrisk likestrøm føres gjennom vannet i delen og opp på utsiden av denne når pelen er i kontakt med jordmassen, slik at vannet i pelen vil bevege seg ned innsiden av denne og opp på utsiden gjennom jordmassen, hvorved pelen blir lettere å drive ned i denne.

Det er videre en hensikt med .foreliggende oppfinnelse å hjelpe til med nedramming av en hul elektrisk ledende pel i jordmasse ved å isolere pelen på innsiden og tilføre vann til pelens hule indre, idet en elektrisk likestrømkrets med en anode, en kraftkilde og en katode tilkoples. Anoden anbringes i vannet på innsiden av den hule pel og katoden anbringes på utsiden av pelen og i elektrisk forbindelse med pelens utside. Når pelen er i kontakt med jordmassen, på-trykkes den elektriske spenning på kretsen hvorved vann vil bevege seg fra innsiden av pelen og opp på utsiden av denne gjennom jordmassen rundt pelen, slik at denne blir lettere å drive ned.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å komme frem

til en måte å hjelpe nedramming av en hul elektrisk ledende pel i jordmassen under vann der katoden i den elektriske krets er anbrakt på utsiden av den hule pel og i vannet over jordmassen.

Videre er det en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til en mulighet for reversering av strømmen gjennom' den elektriske krets etterat pelen er rammet ned for å redusere vanninnholdet i jordmassen nær ved pelen og dermed øke jordmassens bæreevne.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen der: Fig. 1 skjematisk viser en pelerammer sett fra siden under nedramming av en pel i jordmassen under vann og

fig. 2 viser, i forstørret målestokk og sett fra siden, delvis i snitt, en pel som drives under anvendelse av en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen.

For å forklare oppfinnelsen vil denne bli beskrevet

i forbindelse med nedramming av en pel 10 i jordmasse eller sjøbunn 12 under en vannflate 14, f.eks. sjøen. Pelen 10

drives ved hjelp av en eller annen hensiktsmessig type pelerammer 16 som er montert på en flytende lekter 18.

Selv om foreliggende oppfinnelse er anvendbar som hjelp til drivning av forskjellige typer hule peler, såsom peler av betong eller plast, vil oppfinnelsen her bli beskrevet, som del av forklaringen av denne, anvendt til drivning av en hul,elektrisk ledende pel, særlig en hul stålpel. Pelen 10 drives i sjøbunnen 12 ved hjelp av pelerammeren 16 som har en slagambolt 17. Når pelen 10 drives ned i jordmassen eller sjø-bunnen 12 som har et betydelig leireinnhold, vil man støte på jordmasse som har et minimum av fuktighetsinnhold, og det blir stadig vanskeligere å drive pelen 10 på grunn av adhesjonen og skjærstyrke i jordmassen 12 på innsiden av og særlig på utsiden av pelen 10. Foreliggende oppfinnelse utnytter prinsippet med i elektro-osmose ved at det skapes en elektrisk strøm-bane som vil bevege vann inn i jordmassen 10 der pelen drives, og dette bevirker en reduksjon i bæreevnen og styrken på jordmassen slik at pelen 10 lettere kan drives. På fig. 2 er pelen 10 vist i en stilling i kontakt med og under nedramming i jordmassen 12. Naturligvis vil når pelen 10 senkes ned i vannet og ned i jordmassen 12, vann 20 fylle opp det:.indre.av pelen 10 til samme nivå som vannflaten 14 . En elektrisk krets som er generelt angitt ved henvisningstallet 22, dannes med en vanlig og reverserbar likestrømkilde 24, en anode 26 og en eller' flere katoder 28 og 28a, slik at det fremkommer en elektrisk bane ned gjennom innsiden av pelen 10 og opp langs utsiden for å lede vannet 20 ned innvendig i pelen 10 og opp langs utsiden av pelen slik at vann føres inn i jordmassen i det område der •pelen 10 rammes ned. Anoden 26 stikker gjennom et beslag 27 på innsiden av den hule pel 10 og ned i vannet 20 under vannivået 14. Katoden 28, hvis den benyttes, anbrakt på utsiden av den hule pel 10 i vannet 15 eller katoden 28a kan benyttes koplet til utsiden 33 av den elektrisk ledende pel 10. Da sjøvann 15 er salt, er vannet 15 en passende elektro-lytt og katoden 28 vil ved at den ganske enkelt plaseres i vannet 153danne en elektrisk krets sammen med utsiden av pelen 10 og vannet 15-

Por å sikre at den elektriske krets fra anoden 26 til en av katodene 28 eller 28a passerer gjennom bunnen 30 av pelen 10 blir innsiden av pelen 10 isolert med en passende ikke-leder 32, såsom voks eller plast, for å hindre at den elektriske strøm skal flyte direkte gjennom veggen av pelen 10. I det tilfellet den hule pel 10 er en elektrisk ikke-leder kan man utelate det isolerende belegg 32.

Under drift, når pelen 10 er i kontakt med jordmassen 12, tilføres elektrisk energi fra den elektriske strøm-kilde 24 mellom anoden 26 og en eller flere av katodene 28 eller 28a. På denne måte settes det opp en potensialforskjell mellom vannet 20 på innsiden av pelen 10 og utsiden 33 av pelen 10. Dette bringer vannet 20 på innsiden av pelen til å vandre som angitt med pilene, ned i det indre av pelen 10,

ut ved bunnen 30 og opp langs utsiden av pelen 10. Når pelen 10 er i jordmassen, vil virkningen være at leirens adhesjon til utsiden av pelen 10 løsner og jordmassens skjærstyrke^avtar både på innsiden og utsiden av pelen 10 på grunn av økningen av vanninnholdet som skyldes vandringen av vann ned inne i pelen 10 og opp langs utsiden av denne pel. Dessuten vil man ha en negativ frastøtning mellom utsiden av pelen 10 og jordmassen 12 og dannelse av hydrogengass på utsiden av pelen 10 og jordmassen 12,og dannelse av hydrogengass på utsiden av pelen 10 vil også søke å redusere vedheftningen mellom jordmassen 12 og pelen 10. Dette vil gjøre pelen 10 lettere å drive gjennom jordmassen 12 ved hjelp av pelerammeren 16.

Foreliggende fremgangsmåte er også nyttig i forbindelse med nedramming av hule peler på land, og i dette tilfellet må vann 20 tilføres innsiden av denne hule pel, og man vil naturligvis bare benytte katoden 28a som er den som er forbundet direkte med utsiden 33 av pelen 10. Selv om det ikke er den foretrukne utførelsesform behøver vann ikke tilføres i de tilfelle da jordmassen er gjennomtrukket av vann, og i så tilfelle vil anoden 26 bli innsatt i jordmassen på innsiden av pelen 10 og vannet i denne masse på innsiden vil bevege seg til utsiden av pelen for å øke vanninnholdet i dette område som jo er det område der jordmassens adhesjonskrefter er størst.

Prinsippet med elektro-osmose er reversibelt idet jordmassen 12 som støter inntil pelen 10 kan tørkes ut med en gang polariteten- i den elektriske krets reverseres, og jordmassen vil da få sine adjeshonskrefter og styrkeegenskaper tilbake. Av denne grunn innbefatter foreliggende fremgangsmåte også reversering av strømmen i den elektriske krets 22 etterat pelen 10 er blitt drevet ned til ønsket dybde for der-ved å redusere vanninnholdet i jordmassen 12 inntil pelen 10 og å øke jordmassens bæreevne.

Foreliggende oppfinnelse er derfor vel egnet til oppfylling av de angitte hensikter og man oppnår de fordeler som er nevnt såvel som andre fordeler. Selv om det her er beskrevet en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen for å forklare denne kan det gjøres mange forandringer når det gjelder konstruksjonsdetaljer, anordning av deler og trinn i fremgangsmåte uten at man dermed går utenom oppfinnelsens ramme.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til å lette nedramming av en hul pel i jordmasse inneholdende vann, karakterisert v e d at når pelen er i kontakt med jordmassen, rettes en like-strøm ned gjennom jordmassen på innsiden av pelen, ut ved pelens bunn og opp langs pelens utside, hvorved vann på pelens innside vil bevege seg ut og opp langs pelens utside og gjøre pelen letter å drive gjennom jordmassen.

2. Fremgangsmåte til å lette nedramming av en hul pel i jordmassen, karakterisert ved at vann til-føres pelens indre og at når pelen er i kontakt med jordmassen, rettes en likestrøm ned gjennom vannet og pelen, ut ved pelens bunn og opp langs pelens utside, hvorved vann bringes til å bevege seg ned langs innsiden av pelen og opp langs utsiden av denne gjennom jordmassen slik at pelen blir lettere å drive gjennom denne masse.

3- Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at etterat pelen er rammet ned, reverseres strømningsretningen gjennom den elektriske krets for å redusere vanninnholdet i jordmassen inntil pelen og for å øke jordmassens bæreevne.

4. Fremgangsmåte til å lette nedramming av en hul pel i jordmasse, karakterisert ved at pelen på innsiden isoleres med en elektrisk ikke-leder, hvoretter vann tilføres det indre av den hule pel og en anode for en elektrisk krets med en anode, en likestrømkilde og en katode, anbringelse i vannet inne i den hule pel mens katoden anbringes på utsiden av den hule pel og i elektrisk forbindelse med vannet i pelen gjennom dennes bunn, og at når pelen er i kontakt med jordmassen, tilføres elektrisk energi til kretsen, hvorved vann bringes til å bevege seg ned langs pelens innside og opp langs pelens utside gjennom jordmassen slik at pelen blir lettere å drive gjennom denne masse.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at strømmen gjennom den elektriske krets, etterat pelen er rammet ned, reverseres for å nedsette vanninnholdet i jordmassen inntil pelen slik at jordmassens bæreevne øker.

6. Fremgangsmåte til hjelp ved nedramming av en hul pel i jordmasse under vann, karakterisert ved at pelens innside isoleres med en elektrisk ikke-leder, hvoretter vann tilføres pelens innside og en anode i en elektrisk krets med en anode, likestrømkilde og en katode anbringes i vannet på innsiden av den hule pel, hvoretter katoden anbringes på utsiden av den hule pel og i elektrisk forbindelse' med vannet over jordmassen og, når pelen er i kontakt med-jordmassen, tilføres elektrisk energi til kretsen, hvorved vann bringes til å bevege seg ned langs innsiden av pelen og opp langs dennes utside gjennom jordmassen, slik at pelen letter kan drives gjennom denne jordmasse.

7- Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at strømmen gjennom den elektriske krets reverseres etterat pelen er drevet ned.for å redusere vanninnholdet i jordmassen inntil pelen og øke jordmassens bæreevne .

8. Fremgangsmåte til hjelp ved neddrivning av en hul, elektrisk ledende pel i jordmasse, karakterisert v e d at pelens innside isoleres med en elektrisk ikke-leder, vann tilføres det indre av den hule pel, en anode i en elektrisk krets med anode, likestrømkilde og katode anbringes i vannet inne i den hule del, katoden anbringes .på utsiden av den hule pel og i elektrisk forbindelse med utsiden av den elektrisk ledende pel, hvorved en elektrisk krets dannes mellom anoden og katoden gjennom vannet i det indre av pelen og gjennom bunnen av denne, og når pelen er i kontakt med jordmassen, tilføres elektrisk, energi til kretsen, hvorved vann bringes til å bevege seg ned pelens innside og opp langs pelens utside gjennom jordmassen som støter inntil pelen, hvorved pelen blir lettere å drive gjennom jordmassen.

9- Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at strømmen gjennom den elektriske krets reverseres etterat pelen er drevet ned for å redusere vanninnholdet i jordmassen inntil pelen for å øke jordmassens bæreevne.

10. Fremgangsmåte til hjelp ved nedramming av en hul, elektrisk ledende pel i jordmasse, hvilken pel har et elektrisk isolerende belegg på innsiden, karakterisert v e d at pelen bringes i kontakt med jordmassen, vann tilføres det indre av pelen og når pelen er i kontakt med jordmassen, frembringes en elektrisk likestrøm gjennom vannet i pelen, gjennom dennes bunn og opp langs utsiden av pelen, hvorved vannet i pelen bringes til å bevege seg ned pelens innside og opp langs pelens utside,.gjennom jordmassen, slik at pelen blir lettere å drive gj.-ennom denne masse.

11. Anordning til hjelp ved nedramming av en hul, elektrisk ledende del i jordmasse, karakterisert v e d at den omfatter et elektrisk isolerende belgg på pelens innside, en elektrisk krets med en likestrømkilde, en anode og en katode, hvilken anode er-anbrakt på innsiden av pelen innen-for belegget for å få kontakt med vann i pelen, mens katoden er elektrisk forbundet med utsiden av den ledende del.