电渗模型电阻测量技术

本文对电渗模型中电阻测量方法进行了改良,提出串联法代替当前的电势测针法和夹具法,并提出适用于测量EKG电极电阻的走线法.串联不同长度的电渗土体测量电极与土体间的接触电阻,消除了电势测针法中测针与电极之间一段土体电阻值的误差影响,同时避免了电势测针插入土壤对土壤电流分布的影响;串联不同长度的电渗电极测量电极电阻率时,消除...     

粘性土的电阻计算模型

电阻是土体电渗中的重要参数,为了对电渗现场土体电阻进行研究,提出了粘性土的电阻计算模型.电阻率是土体的基本参数,它受土体的含水率、孔隙比和饱和度等因素的影响.建立了粘土三相并联电阻率模型,并给出了电阻率的计算式,根据电阻率与电阻的关系,推导出排形电极、环形电极和六边形电极下土体电阻的计算式.室内试验结果表明,对于含水率大于25%且饱和度大于50%的杭州粘土,计算结果和实测结果较为吻合.粘性土电阻计算为实际工程中土体电阻的估算提供了一种简单便捷的方法.     

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.     

电极材料对电渗过程作用机理的试验研究

分别采用铁、石墨、铜和铝电极开展室内电渗试验,从宏观和微观层面对试验结果进行分析,比较电势损失和离子迁移过程对电渗效果的贡献,并基于微观机理对电渗宏观规律作出合理解释.Fe2+和Cu2+迁移能力较差,大多聚集在阳极附近无法移动,Al3+迁移能力较强,在电场作用下易运移到阴极随水排出;电极材料通过电极反应生成离子进入土壤对电渗的促进甚小,其主要作用在于通过电极腐蚀、钝化、氧化以及电极与土体部分脱离引起电势损失,这是不同电极材料电渗效果差异的根本原因,同时表明电渗排水依赖于土壤中其他离子类型;电能利用率与土体本身性质密切相关,受电极材料影响不大.该研究可进一步揭示电渗机理,为电渗法的工程应用提供指导.     

电极布置对电阻率精确性影响的试验研究与仿真分析

电阻率法在土壤测试的精确性方面存在较多不足,而电极是影响精度的重要原因,尤其是二极法测试。若能确定电极与土壤的接触程度,以及两电极间距离对测试结果的影响,将可最大化避免电极的干扰。基于二极法电阻率测试方法,选用锌污染标准砂作为模拟土壤,以测试交流电阻率为例,设置不同接触程度与不同电极间距两种工况,并结合COMSOL软件仿真分析,研究电极布置对电阻率测试的影响,并建立分析模型与误差计算式。研究结果表明：试验与模拟分析可相互验证和补充。接触程度越大,越有利于电阻率测试,随接触程度增大对测试电阻率的影响逐渐减弱;电极间距越大,对测试电阻率的影响越弱,细长型试样更有益于提高测试精度。导电模型分为正常段与受电极影响的过渡段串联,同时,径向电流密度可较好表征出各段的长度和极化情况。过渡段长度和极化随接触程度的增大而减小,与电极间距无关,通过电极布置模型可拟合不同电极间距的测试结果,得出正常电阻率。     

电极材料对电渗过程作用机理的试验研究

分别采用铁、石墨、铜和铝电极开展室内电渗试验,从宏观和微观层面对试验结果进行了分析,比较了电势损失和离子迁移过程对电渗效果的贡献,并基于微观机理对电渗宏观规律作出了合理解释,其结论为:Fe2+和Cu2+迁移能力较差,大多聚集在阳极附近无法移动,Al 3+迁移能力较强,在电场作用下易运移到阴极随水排出;电极材料通过电极反应生成离子进入土壤对电渗的促进甚小,其主要作用在于通过电极腐蚀、钝化、氧化以及电极与土体部分脱离引起电势损失,这是不同电极材料电渗效果差异的根本原因,同时也表明电渗排水依赖于土壤中其他离子类型;电能利用率与土体本身性质息息相关,受电极材料影响不大.该研究可进一步揭示电渗机理,为电渗法的工程应用提供指导.     

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。     

紫外传感贴片的叉指结构仿真优化

利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了含叉指电极结构的紫外传感贴片三维模型,并对其进行了相关电特性研究。为降低传感器初始电阻,便于后端电路的测量开发,利用控制变量法,基于叉指指宽、间距、厚度等结构参数设置了多个不同的仿真模型。在AC/DC模块下的电流物理场接口下,选择稳态研究,结果表明,不同的结构参数将对电极和传感器的电场分布和初始电阻产生影响。通过对比分析发现,叉指电极的指宽为0.6 mm,间距为0.4 mm,厚度为5μm时,初始电阻最小。此外,还设计了新型环状叉指电极结构,初步探究了其相关电学特性。研究发现该结构的初始电阻值与优化后的矩形叉指处于同一量级,对相关实验实践具有很好的指导意义。     

测试导电复合材料直流电阻的四端电极法

为了探讨基于网状或环状电极的直流四端电极法在导电复合材料电阻测试中应用的可行性,比较了应用于不同基体、不同导电填料的导电复合材料直流电阻测试的两端电极法和四端电极法,提出了网状或环状电极与导电复合材料之间接触电阻的计算方法并进行了验证.研究表明:基于网状或环状电极的直流四端电极法可消除在直流两端电极法测试中存在的电极与导电复合材料之间的接触电阻;电极与导电复合材料之间接触电阻是非欧姆性的,接触电阻的大小与被测导电复合材料自身性质有关,其数值是可求解的.基于网状或环状电极的直流四端电极法适用于测试导电复合材料的电阻.     

测量电阻的方法介绍

在物理电学的教学中,许多学生对测量电阻的方法往往把握不好.本篇将电阻测量的九种常用方法进行汇总,便于学生全面系统地掌握测量电阻的方法以及运用技巧,具有很高的实用性和技巧性.这九种方法分别是:串联电阻测量法、并联电阻测量法、部分电路欧姆定律测量电流电压测量法、万用表欧姆档测量电阻法、测量电源内阻法、电阻定律测量法、电桥平衡法、兆欧表测绝缘电阻法、复杂直流电路中运用基尔霍夫第一第二定律等测电阻法.     

三极法测量电力线路接地电阻的偏差分析

电力线路工程中常用三极法测量接地电阻,但因测量操作时各电极布置不同,多次测量结果存在较大差异,为解释测量值存在差异的原因和得到准确的测量值,本文对三极法测量原理进行解析,重点分析各电极的布置对测量结果的影响,分析得出若测量操作中将电压极布置在零电位区,测量出的接地电阻值将较为准确。     

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。     

点状电极单元在有效电势衰减下的固结计算与试验

有效电势衰减导致电渗后期效果较差,经典电渗固结理论无法考虑有效电势变化带来的影响。针对该问题,以点状电极单元为研究模型,围绕有效电势衰减与虚量引入时的限制条件之间的矛盾关系,引入黎曼求和形式对有效电势衰减进行多态分割,保证了黎曼状态段内虚量方程的成立;考虑有效电势衰减与电渗固结在时间维度上的统一性,采用初始条件继承策略进行非稳态的迭代计算,将全时间域上的非稳态求解转化为状态段之间初始条件的更新迭代,并基于Galerkin法给出了方法的有限元形式,并利用Python进行了编程实现。同时进行了电渗模型试验用于理论方法可靠性的验证,研究表明：(1)非对称点状电极单元在电渗过程中,阳极处有效电势的变化受到渗流路径长短的影响,较远处阳极有效电势在增加,其余两处处于衰减状态;(2)多态算法下的结果能够反映出有效电势对孔压分布的影响,与经典结果相比变化主要集中在单元中部。(3)初始条件继承带来的孔压幅值突变现象,随着状态段数的增加而减小,在孔压曲线较为平滑后,继承增加状态段数量对于计算精度的提升有限。该方法实现思路简洁、清晰,更加符真实情况。     

提高和稳定电雷管绝缘电阻的工艺措施

为提高和稳定电雷管的绝缘电阻,通过电极塞表面清洗、药剂水分含量、接合缝密封粘结剂以及测试环境温湿度等对电雷管绝缘电阻的影响进行工艺试验,结果表明,用酒精清洗电极塞表面可提高绝缘电阻,随药剂水分含量增大电雷管的绝缘电阻值降低,随测试环境温湿度提高而减小,接合缝密封效果影响电雷管的绝缘电阻值。提出了提高和稳定电雷管绝缘电阻的工艺措施。     

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。     

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。     

基于51单片机的自动电阻测试仪设计

为了实现自动测量电阻的目的,自动电阻测试仪以C8051F020单片机为核心,在被测电阻上通过已知的恒定电流,取出被测电阻上的压降,送入单片机A/D转换的输入端,经单片机处理,由LCD12864系统直接显示电阻值。通过控制继电器切换档位,具有自动电阻筛选功能,满足了测试对象的多变性,提高了测量精度,便于使仪表实现智能化,具有相应的灵活性和实用性。     

接触热阻和电阻对温差发电器输出功率的影响

温差发电器与设备连接时存在一定的接触缝隙,存在接触热阻和接触电阻,从而影响温差发电器输出功率计算的准确性,故基于数值计算方法分析了接触热阻和接触电阻对计算结果的影响.结果表明:在数值分析过程中必须考虑接触电阻和接触热阻,否则会出现与实际相悖的结论;在考虑接触热阻的过程中需要知道接触热阻的准确数值,否则即使考虑接触热阻,也可能会由于数值不准确导致结果失去参考价值;无论是否考虑接触热阻值和接触电阻值,随着外接电阻值的改变,输出功率和效率都存在极值.     

高温退火降低碳纳米管接触电阻的实验研究

将碳纳米管有效地集成到微纳器件上实现组装是碳纳米管在众多领域得以应用的先决条件,组装后较高的接触电阻成为影响碳纳米管器件性能的重要因素,为了降低碳纳米管与电极之间的接触电阻,采用高温退火法对组装后的碳纳米管进行处理.首先,通过介电电泳法组装碳纳米管;其次,利用正交试验设计和方差分析研究高温退火过程中退火温度、保温时间和升温速率对降低碳纳米管接触电阻的影响,并获得了降低接触电阻的最优参数组合;最后,对退火前后碳纳米管的I-V特性进行测量、分析.结果表明:高温退火可以简单、高效地降低碳纳米管的接触电阻,退火温度是影响降阻效果的主要因素,退火处理后接触电阻的下降幅度最高可达91.59%,组装的碳纳米管退火前后的I-V特性曲线均呈现良好的线性.     

数学方法用于离子电极等电势标准添加法

应用数学方法研究离子电极测量技术中的等电势标准添加法,推导出新的计算公式。通过误差分析,从理论上证明等电势标准添加法的准确疫优于国际公认的标准方法——Gran作图法。