立体排水-电极联合体处理高含水率废弃土的试验研究

针对高含水率废弃土的自身特点,提出了一种适用于超软土加固的可回收立体排水-电极联合体,并根据立体排水-电极联合体空间布置情况,试验设计从过程中排水量、含水率与抗剪强度、沉降变化、电势分布、电流变化以及能耗情况出发,对比分析不同条件下的土体电渗固结性状,结果表明：（1）立体排水-电极联合体增加了横向排水通道之后,缩短了排水固结路径,使土体中部维持着一个较高的电势水平,相对于传统竖向电极排水量最大提高38%;（2）增加横向排水体后抗剪强度单层式与双层式联合体分别提高3.0倍和1.5倍,且土体强度更加均匀;（3）引入了统一能耗系数概念,增加横向排水体后能耗系数从0.163降低到0.154,体现了立体排水-电极联合体的优越性。     

间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥试验研究

基于海涂围垦形势的驱动下,针对电渗法处理滩涂淤泥地基存在沉降不均等缺陷,提出了间歇通电联合阳极移动法.为验证该法的有效性,利用自制模型开展了间歇通电联合阳极移动条件下电渗法加固滩涂淤泥室内试验研究.试验分为两个阶段,第一阶段固定通电时间,研究不同通断时间比对电渗试验的影响,同时与连续通电对比,确定最佳通断时间比;第二阶段,在最佳通断时间比下,将电极间距减半以研究靠近阴极土体的加固效果.通过研究发现:间歇通电处理后的加固效果与通断时间比密切相关;间歇通电联合电极移动可以减小两极土体沉降和抗剪强度的差异性.通过上述结论,以期对沿海地区滩涂淤泥处理提供科学依据.     

电极反转对电渗加固效果的试验研究

采用自制模型箱,针对杭州软黏土进行一维电渗试验来探讨电极反转对电渗加固的影响.根据反转周期将试验分为4组：1 、5 、15 h、不反转.观察不同反转周期下电渗的特点,并与常规电渗效果进行对比,进而探讨电极反转的有效性.定期测量试验过程中的电流和排水量,计算土体电阻和界面电阻随时间的变化;并给出试验结束时的含水量、抗剪强度空间分布图.试验过程中发现,每次反转电极,电流均呈现略微上升之后又迅速降低,同时排水不会马上继续而需要等待时间,这使得电极反转组的排水效果要较常规电渗差.试验结果表明：电极反转虽然使得土体固结变形较为均匀,但是平均抗剪强度却较常规电渗差;反转周期越短,效果越差,其主要原因是电极反转会导致界面电阻急剧增大,电流降低过快,从而影响电渗效率.     

纳米蒙脱土对软黏土性能影响的试验

由于土地需求量的日益增大,沿海、沿江地区对淤泥质软黏土的改造也更加迫切。现有的技术对淤泥质土的加固效果不太理想,纳米材料作为一种新材料在其他领域已经有了广泛的运用,但在岩土工程方面应用较少。通过加入纳米蒙脱土对淤泥质软黏土的抗剪强度、承载力及电渗排水的影响做了一些探索,得出以下结论：纳米蒙脱土可有效提高淤泥质软黏土的内摩擦角,对土体黏聚力影响不大,因此可有效提高土体的抗剪强度,改善土体工程性能;淤泥质软黏土加入纳米蒙脱土导致土体排水孔道减少,对电渗排水不利;纳米蒙脱土可明显提升电渗后土体的抗剪强度。     

PHD-PVD真空预压联合电渗法处理工程废浆试验研究

为了改进传统真空预压法的缺陷,提出一种PHD-PVD真空预压联合电渗处治工程废浆的方法。通过6组大型室内模型试验,对工程废浆固结过程中的排水量、电流强度、沉降值等进行监测,通过测量土体含水率及十字板抗剪强度并结合压汞试验宏微观分析土体的加固效果,研究真空泵和电源的间歇断开处理对PHD-PVD真空预压联合电渗法加固工程废浆效果的影响。试验结果表明,联合电渗法有效提升了PHD-PVD真空预压法后期的排水效率,远端土体固结程度得到提高,强度显著提升;对真空泵和电源的间歇断开式处理使土中产生新的排水通道,一定程度上缓解了排水板附近的淤堵,使得试验后期也保持了较快的排水速率,排水总量得到提升。压汞试验结果表明,采用间歇断开式的PHD-PVD真空预压联合电渗法处理的工程废浆,其峰值孔径更小,土体微观结构更加致密。     

阳极跟进作用下软黏土电渗固结室内试验研究

在等电势梯度的前提下,针对电渗法加固软黏土地基提出了阳极跟进技术,设计了8组电渗对比试验,对不同阳极跟进方案作用下电渗试验的电流、抗剪强度、排水量、含水率、pH值和土体电导率等指标进行了监测,分析了不同方案下的电渗加固效果。试验结果表明：采用阳极跟进技术时,第1次阳极跟进作用效果最为显著;在电流密度处于高位时进行阳极跟进会在一定程度上降低电渗效率,在电流密度处于低位时进行阳极跟进能够促进电渗作用;针对阴极区土体开展阳极跟进无法获得显著的加固效果。研究结果表明,阳极跟进技术能够降低电路中的阳极区电阻,有效提高电渗加固效果。     

生活源污染土电渗加固试验

为了研究生活源污染土的电渗加固特性,在改进的Miller Soil Box中进行生活源污染土电渗排水试验.分析含水量降低百分比、单位排水量能耗、抗剪强度、土体沉降4个参数,得出影响生活源污染土电渗排水加固效果的主次因素顺序:电源电压通电时间初始含水量CaCl2添加量电极材料.结果表明:电源电压极差最大,对生活源污染土电渗加固处理效果起到主要作用;考虑经济成本和电渗效率,通电时间不宜过长,否则能耗系数会急剧增大;CaCl2添加量越高则初始电流越大,但CaCl2含量过高反而会导致排水量减少;铁和铜电极排水效果最好,铝电极的能耗最小,石墨电极的电渗效果最差,建议在实际工作中选用铁电极.最后验证了电渗加固的最优组合及水平,并与普通土的加固效果进行对比分析.     

真空预压联合逐级动力压实和电渗法处理疏浚淤泥试验研究

真空预压联合电渗法常用于疏浚淤泥地基处理,但存在排水板淤堵及电极腐蚀严重、能耗大等问题,导致该方法在实际应用中受限。提出利用真空预压-逐级加能动力压实联合电渗法,克服传统联合法的缺陷,通过5组室内模型对比试验,采用孔压消散比PPDR确定动力压实启动时间,研究最优动力压实启动时间点。试验过程中监测土体的孔隙水压力、排水量、土表沉降和电流强度,在试验前后测量土体含水率、十字板剪切强度及阳极腐蚀量。结果表明：与真空预压联合电渗法相比,在真空预压阶段启动动力压实可使淤堵土柱开裂,有效提高真空预压的排水效率;动力压实后土体表面裂缝减少,更加平整,电渗固结过程产生的阳极腐蚀量和能耗降低;在PPDR为70%时启动动力压实,土体的排水量最大,土表沉降增幅最大,处理后的十字板剪切强度达到65 kPa,获得了更好的处理效果。     

电渗排水法加固湖相软粘土的试验研究

采用不锈钢管、铜管和铝管3种金属材料自制不同电极,在一45 cm×45 cm×60 cm的地基加固模型箱内,施加2种电压梯度(100 V/m和200 V/m),对湖相软粘土进行了4组电渗排水固结试验。对电渗固结过程中土体的含水量、抗剪强度、沉降量等土力学参数以及电流等电学参数的分布与变化和电化学现象的监测结果表明,电渗排水法加固湖相软粘土速度快、效果好,而极性转换技术的采用使土体固结更为均匀。此外,试验中还观察到电渗的电荷累积现象。采用金属电极所获得的电渗试验成果为作者正在进行的新型电极——EKG电极材料的研制提供了非常有用的对比资料。     

真空预压联合间歇电渗加固疏浚淤泥试验研究

沿海地区疏浚工程产生大量疏浚淤泥.为了研究疏浚淤泥的处理方法,通过室内模型试验,对温州地区的疏浚淤泥进行分级真空预压联合间歇电渗的加固处理,并对间歇通电的时间及间歇逐级加压电渗进行研究.试验过程中监测真空压力、电流、排水量和土表的沉降;试验之后,对土体含水率、十字板剪切强度以及电极腐蚀质量进行测量.试验结果表明:虽然间...     

植物根系固土护坡抗剪强度试验研究

以全风化花岗岩残积土为研究对象,通过对加入狗牙根根系形成的根土复合体在不同含水率条件的室内直剪试验,研究了土壤含水率及含根量对抗剪强度的影响,用以评价植物根系对全风化花岗岩残积土坡的加筋效应及固坡效果.结果表明:植物根系可以显著增强土体的抗剪强度,促进边坡的稳定;根土复合体的抗剪强度随着含水率的增加而降低;随着含根量的增加,根土复合体的抗剪强度增强,主要表现在粘聚力c随含根量增加而显著增大,内摩擦角φ值几乎不变;当含根量达到0.3%及以上时根土复合体的抗剪强度增幅有所减缓,即存在最优含根量区域;根系对25%含水率的土体加筋效果最显著.     

不同成样方式下含水率与非饱和膨胀土抗剪强度的关系

为探讨不同成样方式下土体抗剪强度与含水率的关系,以膨胀土为研究对象,测定3种成样方式下试样含水率与抗剪强度的关系,并与前人研究结果作对比分析。结果表明,成样方式对抗剪强度影响显著。含水率较低时,饱和脱水试样抗剪强度高于静压和吸水试样;当含水率超过某一临界值时,静压试样抗剪强度较高。3种成样方式下,都存在黏聚力曲线随含水率增加而急剧降低段,且黏聚力急剧降低的含水率起始点不同。由于成样方式影响,含水率增加导致土的密实度降低和颗粒间隙增大的程度不同,加之吸力存在滞后性,在工程实践中应对土的形成过程加以考虑。     

电渗与真空排水法降低填料含水率的比较研究

采用对比试验方法研究电渗排水和真空排水降低填料含水率的效能.试验分析表明,电渗法在细粒土料中的排水效率显著高于真空排水法,在粗粒土料中两者的排水效率大体相当,但电渗耗电量远低于真空排水,这一结果有助于选择适当的土料含水率降低方案.     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

网状排水体负压下处理围堰袋装淤泥试验研究

针对软土处理过程中竖向排水板弯折严重等问题,提出将絮凝剂技术与水平网状排水体联合真空预压处理袋装淤泥相结合的方法.测试了直排式排水体和新型水平网状式排水体处理后的淤泥的含水率、无侧限抗压强度和抗剪强度,并对絮凝剂的添加量对固结效果的影响进行了对比研究.试验结果表明:新型水平网状式排水体相比直排式排水体,可更有效提高土体...     

电渗复合真空覆水预压法加固吹填土地基的应用研究

吹填土渗透系数小,结合水含量高,常规排水固结法只能排除地基土中的自由水,且真空传递效率低。而电渗法已经被证明可以有效排除土体中的结合水。故提出电渗复合真空覆水预压加固吹填土的方法,并结合温州某吹填土地基处理工程,对电渗复合真空覆水预压技术进行了现场试验研究。结果表明,电渗法能够有效降低地下水位,并对土体后期强度增长的贡献明显;电渗复合真空覆水预压法加固效果好于真空覆水预压法,在地基土的沉降速率上有显著优势,达到相同地基处理效果,施工工期更短,为该技术的推广应用提供借鉴和指导。     

间歇通电模式影响电渗效果的试验

为了研究间歇通电模式对电渗加固效果的影响,采用实验室一维模型箱,在不同通断模式下开展电渗试验．试验分两个阶段,第一阶段固定通断时间比,研究不同通电周期对电渗的影响,同时与连续通电对比;第二阶段,固定通电周期,研究通断时间比对电渗的影响．测量试验过程中的电流、阴极排水量,试验结束时的抗剪强度以及含水量分布,并给出不同组试验的阳极板腐蚀图．结果表明:间歇通电能否有效以及通电周期和通断比对电渗效果的影响会因试验时间的不同而存在差异;采用适当的通电周期和通断时间比,间歇通电可以减缓电极腐蚀,提高电渗效果．文章最后对已有文献中的分歧作出了解释,并指出电渗法实际工程应用中,建议通电周期选取1～4 h,通断时间比取2.0．     

植被根系固土抗剪强度试验研究

通过对培养的黑麦草加固黏土原状土样进行直剪试验,研究了根系含量和含水率对加固土体抗剪性能的影响,并结合研究结果对其作用机理进行分析。试验结果表明:随根系含量增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力逐渐增强,内摩擦角变化较小。这是因为根系的存在加强了土颗粒之间的摩擦,同时在剪切过程中根系发生弹性形变,其内部产生的拉应力通过摩擦力转化为阻碍土体位移的力,增强土体强度。随着含水率的增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力均减小,内摩擦角变化不大。这是由于一方面水的存在使根系的拉拔阻力和土颗粒之间的摩擦阻力减小,另一方面含水率的增加导致基质吸力减小,使土颗粒之间的液桥强度降低,从而降低了土体的抗剪强度。     

基坑开挖过程中软土性状若干问题的分析

通过对基坑工程中主动区和被动区土体的应力路径、应力状态、土的不排水抗剪强度和孔隙水压力变化规律的讨论,几个模糊概念得到澄清．研究表明：基坑开挖过程中无论主动区还是被动区都处于卸荷状态;土体抗剪强度在不同区域、不同加载阶段是不同的．在同一固结压力下,不排水抗剪强度是卸荷抗剪强度的2倍．在模拟基坑工程应力路径的三轴室内试验研究基础上,发展了一个孔隙水压力公式．根据常规三轴试验得到的抗剪强度和孔隙水压力系数变化规律可确定不同应力路径下的土体抗剪强度．     

考虑土体不排水强度非平稳性对条形基础承载力影响的可靠度分析

采用随机有限元方法对考虑土体不排水抗剪强度空间变异性的条形地基承载力进行可靠度分析.使用随机有限元结合蒙特卡罗模拟的方法,分析了不排水抗剪强度的非平稳程度和相关距离对承载力均值和标准差的影响,计算并对比了各种参数组合条件下基础的失效概率和安全系数.结果表明,随着土体不排水抗剪强度非平稳程度的不断提高,基础承载力也不断提...