线性堆载下软黏土一维电渗固结理论与试验分析

 考虑线性堆载下水流和电流的相互作用以及孔隙水压力的消散情况,通过将单向渗流固结过程的普遍方程推广到电渗领域,建立线性堆载下软黏土一维电渗固结方程,并给出阴极排水、阳极不排水和阴阳极都排水2种情况下孔隙水压力和平均固结度的解析解。通过参数和试验分析,研究最大堆载和加载速率对孔隙水压力消散的影响,以及电压对理论固结度和试验固结度的影响,绘制不同最大堆载和加载速率时,单面排水和双面排水下孔隙水压力消散曲线、不同电压下理论固结度和试验固结度变化曲线。结果表明：最大堆载和加载速率越大,孔隙水压力消散得越快,同时最大堆载和加载速率对双面排水的影响要比对单面排水的更大;电源电压越大,理论固结度和试验固结度的增长速度都越快,在相同时间段内试验固结度的变化幅度小于理论固结度的变化幅度。     

裂缝对电渗模型尺寸效应影响的试验研究

通过对电渗-堆载模型试验、单纯电渗模型试验和现场试验的比较发现：裂缝发展的巨大差异是导致单纯电渗模型试验与现场情况差别较大的原因,适当的堆载可消除几何边界引起的尺寸效应,使试验裂缝开展较准确地反映了现场电渗的真实情况,其结果可更好地模拟现场电渗情况;消除尺寸效应后,影响电渗排水效果的主要因素是有效电场面积,电流密度仅为次要影响因素,在梅花形、长方形与平行错位三种布置形式中,有效面积占比最大的梅花形布置效果最优、经济性最好,建议实际工程中采用梅花形布置。     

软土地基处理的真空电渗法

通过工程实例,介绍了一种新型软土地基处理方法一真空电渗降水及低能量强夯加固技术。检测结果表明,此工法对于加固深度在6m内的软士强度改善非常明显,6m以下也有一定的加固效果。在10m内的软土加固效果明显强于传统工法。     

电渗防水技术处理混凝土裂缝宽度极限值研究

在外加电场作用下,可利用电渗防水技术有效阻止地下结构外部水分渗入内部,以达到防渗堵漏目的,但当混凝土裂缝宽度达到一定程度时,电渗防水技术失去效果.为得到电渗防水技术可处理混凝土裂缝宽度极限值,开展室内模型电渗试验与理论计算研究.研究结果表明,当水头差为80mm时,20,40,60V电压下电渗防水技术可处理混凝土裂缝宽度...     

砼芯砂石桩复合地基排水固结的理论与试验研究

对地基处理新技术-砼芯砂石桩复合地基的排水固结特性进行了理论分析，结合深圳河-期治理工程河口堤防软基处理的现的孔隙水压力、深层土体压缩变形规律以及复合地基承载力随预压时间的变化规场试验成果，深入研究并揭示了砼芯砂石桩复合地基律。     

浅埋地下结构外水压折减系数试验研究

通过模型试验,探讨地下结构外水压力是否可以折减,试验介质采用中砂和粘土。试验结果说明,对浅埋地下结构,如不采取导排水措施,外水压力是不能折减的。     

低能量强夯–电渗法联合加固软黏土地基试验研

 针对电渗过程中土样开裂造成电阻增大,阳极腐蚀造成界面电阻增大,能量消耗增大且加固效果减弱,极端情况下甚至造成电渗过程中断的问题,以及考虑到强夯法对开裂土体进行处理,不仅使开裂土体重新弥合,更可弥补电渗法的土骨架加密部分的功能缺失。因此,通过低能量强夯联合电渗法室内模型试验与单独电渗试验进行对比分析,分别获得2种试验条件下电路电流、土体出流、土体含水率、土体电导率、pH值等变化规律。研究结果表明：低能量强夯时改善了土体排水路径,使得土体出流表现强于单纯电渗的情况;低能量强夯能够增强电路电流、增强土体密实性以弥补土体裂纹的同时,促进土表沉降发展、改善环向土体处理的不均匀问题和减缓阳极腐蚀发展。在实际工程中,为提高加固效果,低能量强夯重点施加于阳极区土体开裂处,而不对阴极区土体进行强夯;在土体出流量突然变小且阳极区土体干燥时,选取阳极区土体干燥处作为夯点并开始强夯,待所有区域点夯完后,再针对阳极区土体进行低能量满夯,不对阴极区土体进行满夯处理。     

电渗法加固软土地基试验研究

 在自制的电渗固结装置上,进行轴对称工况软黏土不同初始条件及通电条件下的电渗试验。通过监测电渗过程中的电流、电势、排水量、抗剪强度、含水率和沉降,对比分析不同条件下的土体电渗固结性状,并得出以下结论：(1) 电渗法对软黏土地基处理效果良好,可达到减少土体含水率、提高土体抗剪强度、减小土体工后沉降等目的;(2) 高电压及高含水率土体的电渗效果好于低电压及低含水率的土体;(3) 含水率及电压相同条件下,间歇通电时的土体电能利用率较高,且电渗后土体的整体差异性较小;(4) 电渗也会造成一定的电极腐蚀,低电压及间歇通电条件下,电极的腐蚀相对较小。     

论孔隙水压力涉及超孔隙水压力的类型划分与变化

目前,孔隙水压力涉及超孔隙水压力的分类有三个方案。该文对这些分类方案存在的问题进行了分析,提出新的分类方案,并论述了孔隙水压力涉及超孔隙水压力的类型的变化。     

电渗作用下软土细观孔隙结构

软土细观孔隙结构变化是其宏观变形的根本原因。为了探索电渗中软土细观孔隙结构变化以及与宏观变形之间的关联机制,采用杭州软土开展电渗试验,监测了电渗中土体孔隙结构分布特征和含水量,从定性和定量两个方面对试验结果进行分析。研究发现,电渗过程中,粘土颗粒重新排列形成面面接触的片堆结构,土体孔隙比降低,孔隙空间形态变光滑,结构复杂性减弱。通过含水量计算所得孔隙比较实测孔隙比小,说明电渗排水量大于土体收缩量,这是因为,电渗本质为离子带动水分子的迁移,不能直接引起土骨架压缩。实际工程中,电渗法应与堆载、真空预压等联合使用。     

软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究

浓差极化是界面电阻的重要组成部分,也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理,分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发,提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)电极进行了一系列电渗阳极界面溶液注入试验,通过主动控制电化学产物浓度的方式对缓解浓差极化的效果进行了验证,并从实际工程出发分析其对能耗的影响。研究表明：缓解浓差极化可以有效降低界面电阻提高电渗效率;在阳极注入碱性溶液的优化方式是有效的,可以大幅度降低界面电阻和提升土体内电流;在界面注入OH^-后阳极界面能耗和能耗系数下降,有效能耗占比显著增涨。本研究能有效减轻电渗的高能耗问题,为电渗在实际工程中的应用提供指导。     

陶粒混凝土电渗技术研究

在粉煤灰陶粒混凝土小型板的制作中,运用电渗技术和在粉煤灰陶粒混凝土中添加适量的粉煤灰,解决了粉煤灰陶粒混凝土因振捣时间过长、混凝土中水泥砂浆与骨料颗粒粘聚性不良,而产生的陶粒颗粒上浮导致的强度偏低及对其他各项性能的不良影响问题。计算了粉煤灰陶粒混凝土中电渗透系数的大小和电能消耗。结果表明,在粉煤灰陶粒混凝土中运用电渗技术既有效又经济。     

陶粒混凝土电渗技术研究

在粉煤灰陶粒混凝土小型板的制作中,运用电渗技术和在粉煤灰陶粒混凝土中添加适量的粉煤灰,解决了粉煤灰陶粒混凝土因振捣时间过长、混凝土中水泥砂浆与骨料颗粒粘聚性不良,而产生的陶粒颗粒上浮导致的强度偏低及对其他各项性能的不良影响问题。计算了粉煤灰陶粒混凝土中电渗透系数的大小和电能消耗。结果表明,在粉煤灰陶粒混凝土中运用电渗技术既有效又经济。     

软黏土二维电渗固结性状的试验研究

 利用自制的试验装置,进行轴对称条件下的饱和软黏土电渗固结试验,通过测量电渗过程中的电势、电流和排出的水量以及电渗结束后土体的沉降量和含水率分布,从电渗机制和能量消耗的角度研究土体的性状。结果表明：(1) 土体中的电势不仅与到阴极的距离有关,而且与通电时间有关。轴对称条件下电势以折线形式分布,折点在阴极附近。(2) 土体中的电场强度并不是不变的,当忽略界面电阻的影响时,它随电渗时间线性减小。(3) 在电渗的后期,土体电阻率和能量消耗急剧增加,并且存在突变点。试验证明,可以通过能耗系数曲线来控制电渗时间,减少能量消耗,提高电渗效益。     

降水电渗联合强夯法吹填土地基处理试验研究

以天津中心渔港吹填造陆区地基处理工程为背景,对降水电渗联合强夯法吹填土地基处理进行了现场试验研究,在试验的基础上,确定了降水电渗井点布置密度、强夯夯击能、夯点间距、夯击遍数等工艺参数。通过对试验中观测到的监测和检测数据进行整理分析,得到一些有意义的结论,可为大面积工程设计、施工提供指导。     

河道淤泥电渗-固化室内试验研究

为达到河道淤泥的排水减量和加固强度要求,缩短加固处理工期、降低综合处理成本,进行单一电渗、单一固化、模拟电渗-固化的室内对比试验,研究不同通电电流、不同固化剂掺入比、固化龄期等因素对宁波河道淤泥加固效果的影响。同时结合扫描电镜探究了加固土的微观特征变化,并进行加固机理分析。研究结果表明：采用较低的通电电流可降低综合处理成本、处理效果更均匀;固化剂掺入比在6%~10%的范围内,掺入比越高,电渗-固化联合处理相对于采用单一固化加固能够提升的强度幅度更明显;采用相同的固化剂掺入比,电渗-固化联合处理更有利于胶结物和水化产物的生成,电渗排水作用对固化土后期强度增长起到重要作用。     

软土卸荷孔压特性的试验研究

本文在试验的基础上,对饱和软粘土的卸荷孔压特性进行了研究。试验表明:在卸荷应力路径下,孔压表现出先增加后降低的特性,而且随着固结压力的增大,这种特性表现的更突出。如果忽略初期的孔压增加,归一化的孔压与主应变表现了较好的直线关系。通过普通三轴试验和真三轴试验的对比分析可以发现:对于相同的应力路径,平面应变情况下主应变随孔压变化的速度远小于轴对称试验的变化速度。     

电渗电极参数优化研究

为了在电渗设计阶段选择合适的电极间距和长度,采用土体各向同性假设,推导排形布置电渗电极的三维电场强度计算式,并比较不同电极间距和电极长度下电场特性,分析每对电极的电场影响范围。然后,考虑相邻电极对的影响,对电场进行简化。最后以工程实例说明推导方法的应用。结果表明:利用电场强度计算式,在电渗设计阶段可利用设计电渗排水速率来选择合适的电极间距、长度和排距,以满足技术和经济的要求。     

真空–电渗联合加固技术的固结试验研究

针对真空预压与电渗联合加固时存在水流方向相互干扰的问题,在室内试验中开展真空预压与电渗不同联合方式对淤泥脱水效果的研究。试验结果表明:真空预压与电渗异步加固时能够获得比其他联合方式更好的加固效果,而真空预压与电渗交替加固的时间对加固效果也有显著的影响。若交替时间太短,真空预压与电渗将不能充分发挥排水作用,若交替时间太长,真空预压与电渗所提供的能量将不能被充分利用。在现场实际应用中,应根据实测排水量或排水速率的变化不断调整真空预压与电渗交替加固时间。