电渗联合化学溶液加固淤泥质软土试验研究

采用自制室内试验装置,研究电渗联合化学溶液对淤泥质软土的排水固结效果。通过对比分析电流值、电渗排水量、抗剪强度和微观结构等方面的差异,进一步揭示了不同化学溶液对电渗固结效果的影响机理。试验结果表明:化学溶液的加入可以促进电渗排水,而小原子量、低价态离子的促进效果更为显著,在本次试验中Na⁺>Ca²⁺>Al³⁺;运动到阴极附近的Ca²⁺、Al³⁺离子可以参与反应生成胶结物质,增强了土颗粒间的黏结力,提高了阴极土体的抗剪强度,其中以Ca²⁺离子增强效果最明显,土体抗剪强度提高了3.5倍;而化学溶液的加入则会加速电极腐蚀和土体的酸碱化。     

基于电渗法的新近吹填土快速结壳试验

针对新近吹填土地基承载力低,无法满足机械进场施工的问题,基于电渗固结阳极区域土体固结快的特点,设计了一种新近吹填土快速结壳电渗电极,采用该电极分别开展了电渗、真空不同联合方式的室内试验,对比分析了排水量、电渗能耗、最终含水率、抗剪强度及承载力等土性参数指标。结果表明:采用该电渗电极处理后的吹填土含水率降低31.0%～61.4%,土体表层承载力最高可达192 kPa;单纯电渗处理后土层抗剪强度沿深度衰减,电渗-真空联合作用下土层抗剪强度更高且分布均匀;设计的电渗电极可实现高含水率新近吹填土浅表层快速加固。     

通电方式对电渗加固软土影响试验研究

采用微型电渗试验装置,进行持续通电、逐级增加电压、逐级降低电压以及电流衰减增加电压四组室内模型试验,对比研究通电方式对电渗排水加固效果的影响,探索对电渗加固有利的通电方式。记录试验过程中排水量、电流、有效电势、排水速率等指标,检测试验结束后土体抗剪强度、含水率。试验结果表明:电流衰减时增加电压通电方式使电流保持较高水平,能排出较多的水,所得十字板抗剪强度最高,处理效果最好。其次是持续通电方式、逐级增加电压方式,逐级降低电压通电方式处理效果不理想;电势在阳极处损失较大,逐级增加电压以及电流衰减方式在处理的后期能保持较高的有效电势,相比持续通电方式有效电势高出约15%。因此采用电流衰减时增加电压能发挥较好的加固效果。     

EKG电极的电渗现场试验研究

基于电渗法处理软土研究多为室内模型试验研究，缺乏现场试验验证电渗法的有效性。引入新型电动土工合成材料（ＥＫＧ）电极，采用电渗排水法进行大规模的现场软土处理试验，验证电渗排水法在实际应用中对软土的处理效果，同时验证新型电极的可靠性。结果表明:反转电极有利于促进电渗排水，间歇通电能让土体恢复排水能力；电渗处理后的软土含水率由６２％降至３２％，抗剪强度、干密度、承载力都有一定提高；ＥＫＧ电极在使用一个月后基本无腐蚀现象，只是表面附着一层白色沉淀物，很好地解决了电极腐蚀问题。     

硫酸钠溶液对水泥土抗剪强度的影响试验

为研究硫酸钠溶液对水泥土抗剪强度的影响,对硫酸钠溶液腐蚀后的水泥土进行了无固结排水直剪试验。试验结果表明:水泥土的抗剪强度随着硫酸钠溶液浓度的增加而逐步降低,相应的内摩擦角和黏聚力也逐步降低;硫酸钠溶液浓度不变时,水泥土抗剪强度随着硫酸钠溶液腐蚀时间的增加而逐步降低,黏聚力也逐步降低,腐蚀对黏聚力影响较大,而对内摩擦角影响很小。     

电渗对不同塑性指数土电阻率影响的试验研究

为了研究电渗过程中土电阻率的变化规律,在阐述了土电阻率相关理论的基础上,将三种不同塑性指数的土配置成初始含水率大致相等的试验土样,利用改进后的Miiller Soil Box进行室内电渗试验,并利用四相电极法测量电渗过程中试验土体的电阻率。分别记录三种土样在试验过程中的排水量、含水率、电阻率等参数,基于土体电阻率相关理论分析发现电渗过程中试验土体塑性指数大小对电阻率变化规律有明显影响并结合试验现象得出了描述三种试验土样含水率和电阻率的变化的拟合函数。     

两极裂缝处理对电渗排水影响的试验研究

通过3组模型试验研究活性炭夹层对电渗过程中两极裂缝进行处理的电渗效果。试验表明:采用活性炭夹层对电渗过程中形成的裂缝进行处理来可改善电渗排水,具体表现为活性炭夹层的加入对于提高土体中水分的排出量、增加土体两端的有效电势、降低土体含水率及降低电极腐蚀有利,且只在阳极附近加入活性炭夹层的土样电渗效果优于在土体两极均加入活性炭夹层的土样。试验结果对电渗固结排水工程有一定参考意义。     

CaCl_2溶液起始注入时间对电化学加固效果影响试验

利用CaCl_2溶液进行电化学加固是一种具有较好应用前景的地基加固方法。为了分析CaCl_2溶液起始注入时间对电化学加固效果的影响,开展了电渗初始时刻(T1)和电渗排水稳定时刻注入CaCl_2溶液(T2)的两组试验。结果表明:CaCl_2溶液注入可增大土体电导率,减小阳极与土体间的电势损失,但阴极与土体间的电势损失却随着电渗持续增大。T1对应的阳极附近土体电导率更均匀,导致作用在该区域土体中的电势梯度减小,电渗排水效果减弱。CaCl_2溶液起始注入时间对最终排水量的影响较小,但T1对应的固结时间较T2明显缩短。试验结束后,T1对应的阳极附近土体含水率高于阴极,且阴极附近土体强度明显高于阳极,与电渗排水稳定时刻注入所对应的情况相反。注入CaCl_2溶液后,能耗随电渗排水量呈非线性递增趋势,在电渗后期能耗增大显著。此外,相同排水量下T1对应的能耗较T2明显增大。     

非饱和重塑高液限黏土的抗剪强度试验研究

非饱和土广泛分布且非饱和土强度问题日益凸显,而非饱和土力学有关强度理论尚未统一和成熟。非饱和土的抗剪强度是非饱和土土力学的重要组成部分,其强度指标是工程中重要的设计参数。利用TKA非饱和土直剪测试系统对非饱和重塑高液限黏土分别进行脱湿等吸力直剪试验以及吸湿等吸力直剪试验。试验研究表明,非饱和土的抗剪强度随吸力增大而呈非线性增长;提出了简单且适合工程应用的抗剪强度公式;对于同一吸力,土处在脱湿状态的抗剪强度大于其处在吸湿状态下的抗剪强度。     

Cu2+污染红黏土抗剪强度与电阻率关系研究

为了探索快速评价重金属污染红黏土强度特性的新型手段,在室内开展不同浓度、不同干密度的Cu²⁺污染红黏土的直剪试验及其电阻同步测试试验,得到土体剪应力、电阻率-剪切位移同步变化曲线;分析初始干密度、垂直压力、Cu²⁺浓度对抗剪强度、电阻率的影响;依照抗剪强度指标(C、φ)原理选取电阻率指标(ρ₀、φ₀),并分析Cu²⁺浓度对抗剪强度指标(C、φ)、电阻率指标(ρ₀、φ₀)的影响;以Cu²⁺浓度为中间变量,进一步探讨抗剪强度与破坏电阻率、抗剪强度指标(C、φ)与电阻率指标(ρ₀、φ₀)之间的定量关系。试验结果表明:Cu²⁺污染红黏土剪应力-位移曲线呈典型的应变硬化型,电阻率随剪切位移的增大而减小;抗剪强度随初始干密度、垂直压力的增大近似线性增大,而电阻率随初始干密度、垂直压力的增大近似线性减小;抗剪强度及其指标(C、φ)、电阻率及其指标(ρ₀、φ₀)与Cu²⁺浓度间均呈负指数函数关系;抗剪强度与破坏电阻率、黏聚力与初始电阻率、内摩擦角与电阻率关系曲线倾角间的变化趋势一致,均呈现出较好的指数函数关系,可用于快速评价Cu²⁺污染红黏土强度特性变化。     

基质吸力对非饱和黏土抗剪强度的影响

通过直剪试验,探讨了基质吸力与非饱和黏土抗剪强度的关系,结果表明:含水量对非饱和黏土基质吸力的影响较大,随着基质吸力的增大含水量减小,这种减小的趋势在基质吸力小于400 kPa时较明显;非饱和黏土抗剪强度与基质吸力之间的关系是非线性的,且存在转折点;基质吸力对非饱和黏土抗剪强度的提高有限。     

(NH4)2CO3作用下饱和红黏土的崩解效应

为研究(NH₄)₂CO₃溶液对红黏土崩解性的影响,以桂林红黏土为研究对象,通过自制的崩解装置,测试不同浓度(NH₄)₂CO₃溶液作用下饱和红黏土的崩解特性。比较红黏土与(NH₄)₂CO₃作用前后溶液的pH值、土体C和N元素含量及微形貌,分析崩解的微观机理。同时,结合溶液作用下抗剪强度和渗透性探讨崩解行为。试验发现,饱和红黏土的崩解性随溶液浓度增大而增大;其崩解过程可划分为快速崩解、稳定崩解和完成3个阶段,第Ⅰ阶段持续时间较短,主要是土样从环刀脱出过程中扰动所致;第Ⅱ阶段持续时间长,为崩解的主要阶段,与结合水膜厚度、粒间作用力、胶结作用、强度和渗透性等诸多因素密切相关。     

含水率对高液限细粒土砾与粉质黏土抗剪强度影响比较研究

近年来,随着极端气候的变化,土石坝安全性问题日益突显。为了研究不同筑坝材料对土石坝安全的影响,利用应变直剪仪对粉质黏土和高液限细粒土砾土样在不同含水率和实施不同正应力下进行不排水不固结快剪试验,研究不同含水量和不同应力情况对土的抗剪强度的影响。试验结果表明,粉质黏土在最大干密度和最优含水率时抗剪强度最大,在最优含水率以前随含水率越大抗剪强度越大,在最优含水率以后随含水率越大抗剪强度越小;而高液限细粒土砾的含水量越大抗剪强度越小。     

循环应力作用下饱和软粘土的不固结不排水强度与破坏准则

通过饱和软粘土循环三轴与循环扭剪试验,研究了循环应力作用下饱和软粘土不固结不排水强度的变化。结果表明,当循环破坏次数给定后,饱和软粘土的不固结不排水循环强度取决于试验土样受到的静剪（偏）应力,与其受到的围压力无关;当作用在试样上的静剪应力比（静偏应力比）从0.3变化至0.6时,饱和软粘土循环强度也逐渐增大;进一步依据Mises破坏准则,通过分析循环扭剪试验确定的循环剪切强度与循环三轴试验确定的循环压缩强度之间的关系,阐明了循环荷载作用下饱和软粘土不固结不排水强度满足Mises破坏准则。依据本文研究结论,可以通过特定试验建立描述一般应力状态饱和软粘土单元不固结不排水循环强度的变化关系。     

橡胶颗粒-黏土的剪切及固结试验研究

近年来废旧轮胎橡胶颗粒与素土混合成轻质土逐渐被用于土工构筑物、路基及挡土墙回填、草坪工程等领域.针对不同橡胶颗粒掺量下橡胶-黏土,采用Shear Trac-Ⅱ剪切仪探讨其在不同竖向压力、剪切速率及橡胶颗粒掺量下的抗剪强度、变形特性,并通过一维固结试验探讨橡胶颗粒-黏土的固结特性.结果表明:黏土的剪切强度随竖向压力、橡胶...     

淤泥质土多级三轴试验方法探讨

在生产实践中,淤泥质土不易取样、制样,很难获得较多的参数。通过对淤泥质土进行多级三轴试验,探讨了多级三轴试验在实际操作中的可行性及多级三轴试验中应注意的关键问题。在多级三轴试验中,级差应控制在30 kPa,级数为3级,固结时间依次为10 min和20 min。破坏标准第1级破坏标准为轴向应变达到12%和轴向压力稳定两者的先发生者;第2级和第3级破坏标准均为轴向压力稳定。通过试验证明淤泥质土的多级三轴试验克服了淤泥质土取样、制样的困难,获得的参数黏聚力略大,内摩擦角略小,但其结果仍在合理范围之内,未发生较大的偏差,经过修正可以有效地进行使用。该方法具有较好的应用前景,是一种经济可行的试验方法。