活性炭处理电渗过程中阳极产生的裂缝试验研究

在自制的模型箱里进行两组电渗排水试验,第一组试验（T1）用于探究电渗过程中在阳极和阴极附近产生的裂缝对电渗结果的影响程度,通过对比两极裂缝处消耗的电势降、电能及电阻值,得出阳极裂缝对电渗的影响明显强于阴极裂缝;在此基础之上,第二组试验（T2）用导电性良好的活性炭粉末对阳极裂缝进行了预处理,通过对比T1与T2在阳极附近消耗电势降、电能耗、试验排水量及土体最终含水率,探究对阳极裂缝处理的可行性,得出阳极裂缝处理的初步结论,即用活性炭对阳极裂缝进行初步处理有利于电渗过程中水体的排出,在较短的试验时间内,加入活性炭的土体阳极耗能大于裂缝消耗的电能。     

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。     

电渗土体裂缝试验研究

为研究电渗过程中土体裂缝的发展趋势,以上海典型淤泥质软黏土为研究对象,用加工改进的Miller Soil Box进行电渗土体裂缝试验。通过改变外加电压的大小,观察记录土体裂缝的发展趋势,测量土体表面沉降量以及土体排水速率。试验研究表明:电渗试验中土体裂缝的发展分为四个阶段:细微裂缝阶段、细微裂缝消失出现主裂缝阶段、主裂缝发展阶段、主裂缝收缩端裂缝发展阶段;外加电压为45 V时,土体总排水量最大,土体表面沉降最大。     

电势梯度对海相淤泥电渗试验的影响

基于自制的固结装置研究了电势梯度对海相淤泥电渗试验的影响。通过试验过程中的电流、电势和排水量的测试结果及加固前后土体含水率和抗剪强度的变化,得出以下结论:有效电势随电渗过程逐渐降低,且电势梯度越大,降低的速率越大;电势梯度会明显影响土体的电流和排水量,较高电势梯度下排水速率较大、电流衰减较快,最终的排水量也增多;随电势梯度增加,土体含水率下降更明显、强度增高的幅度更大,因此海相淤泥加固效果更好,但同时会导致平均能耗变大和阳极腐蚀量增加;电渗加固海相淤泥效果较好,但电渗处理前应根据工期和成本共同确定电势梯度。更多还原     

电极处加入CaCl2溶液对高岭土电渗试验的影响

为了研究高岭土电渗过程中在电极处加入CaCl₂溶液对电流、排水量、界面电阻、土体电阻率及最终抗剪强度等的影响,开展了相关室内试验。结果表明:电极处加入CaCl₂溶液后,电流的减小趋势得到有效控制,电渗过程中电流大小与加入CaCl₂溶液的量有关,也可能与阳极所加CaCl₂溶液所占比例或者与CaCl₂溶液加入的时间有关;排水量变大,本试验条件下电渗排水量提高了10.9%;电极处加入CaCl₂溶液对阴极处界面电阻的减小很明显;电极处加入CaCl₂溶液后土体总电阻率下降较为明显,而阴极附近土体电阻率的下降对土体总电阻率下降起主要贡献;阳极和中部土体最终抗剪强度提高比较明显,尤其是阳极土体最终抗剪强度提高了16.4 kPa,但阴极土体抗剪强度无明显提高,因此可以考虑用反转电极的方法来加固阴极土体。该研究可为高岭土电渗试验提供新思路。     

非金属电极在电渗排水中的应用

利用自制的非金属电极和金属铁电极分别进行四组室内软土电渗试验,探索非金属电极在电渗排水中的应用效果。通过电渗过程中电流、电渗排水量、排水速率、能量消耗、能耗系数的变化及对电渗前后土体的含水率的变化,得出以下结论：非金属电极在电渗排水中应用效果良好,土体含水率下降较大,并产生比较显著的沉降;非金属电极的电流衰减的较慢,能保证电渗排水的持续进行,最终的累积排水量大;采用非金属电极可提高电渗效率。通过该试验的研究探讨了电渗的有效性,指出了非金属电极的优越性,为电渗法的工程应用提供指导。     

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。     

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。     

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。     

巴东组第三段含钙质夹层土抗剪强度试验研究

选取三峡库区巴东县巴东组第三段灰岩与泥灰岩间的软弱夹层土为研究对象,通过三轴不固结不排水试验(UU)剪切重塑土样,重点研究夹层土中CaCO₃含量(0%,2%,4%,6%)对其抗剪强度的影响规律。再结合CT扫描试验,观察土样在三轴试验前后的内部孔隙率和胶结程度变化情况,以此作为依据,分析含钙质夹层土的抗剪强度变化机理。最终得出:随着CaCO₃含量的增加,土样抗剪强度增大,这是因为CaCO₃通过降低土体孔隙率和改变土颗粒形态增大了土体的内摩擦角,通过增强土体胶结能力增大了土体的黏聚力,从而增大其抗剪强度。此外,黏聚力的变化受CaCO₃含量的影响更大,而内摩擦角的变化受CaCO₃含量的影响较小。     

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。     

温度对边坡夹层力学性能的影响及破坏机理

为研究温度对边坡夹层力学参数的影响,以膨润土和河砂为相似材料,配制了7种不同配合比的夹层试样,采用改装了加热升温控制系统的应变直剪仪,测试含水率为10%,13%,15%的夹层试样在不同温度时的抗剪强度指标等力学参数,分析其受温度和含水率影响的变化特征及其破坏机理。研究结果表明:在温度相同时,夹层试样的黏聚力和抗剪强度随膨润土含量的减少而减小;膨润土含量较高的夹层试样,其黏聚力和抗剪强度随温度升高呈现出先急剧减小、而后缓慢减小、最后再急剧减小的变化规律,且其关系曲线随含水率的升高而逐渐趋于平缓,最后呈线性下降趋势;温度升高时,夹层试样水合力降低,引起其内部土颗粒之间的微观结构力弱化,导致其黏聚力急剧减小;当温度升高至50 ℃以上时,夹层试样内部土颗粒之间克服微观结构力而产生滑移,导致其黏聚力再次急剧减小,此时夹层试样进入临界破坏状态。因此,黏聚力是影响夹层试样破坏状态的关键因素,可将黏聚力再次急剧减小的起始点视为夹层试样破坏的关键点及其评价指标。     

火烧干扰对南矶山湿地土壤养分的短期影响

采用对比采样分析方法,研究了南矶山湿地自然保护区湖水消退期高滩地火烧后土壤养分短期内的变化;结果表明,土壤总氮、硝态氮和铵态氮在火烧后显著增加,土壤含水量显著减少;土壤有机碳、总磷和有效磷在火烧后无显著影响;土壤有机碳和总氮的比值在火烧后明显减少.火烧对湿地生态系统的养分循环值得进一步的研究.     

微生物对红黏土强度的改良效应及机理研究

利用微生物加固红黏土是一种创新、环保、经济的方法。选取巴氏芽孢杆菌和铁细菌2种微生物固化土体,以活性炭为载体,根据微生物最佳养护条件,制备2种微生物土样。研究微生物土样的基本物理力学性质时,发现微生物改良后的土样密度增加,孔隙比下降,抗剪强度和无侧限抗压强度提高,物理力学性质得到极大改善。为进一步研究微生物对红黏土的加固机理,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析试样微观结构和物质成分。试验发现巴氏芽孢杆菌诱导生成碳酸钙充填土体孔隙,形成胶结固化土体,碳酸钙多集中于活性炭附近呈块状结构;铁细菌生成铁基络合物充填土体孔隙,铁基络合物多呈片状、层状结构。总体来说,巴氏芽孢杆菌对红黏土的固化效果要优于铁细菌。研究结果对微生物加固红黏土机理认识和菌种选择具有重要参考价值。     

引江济淮工程江淮分水岭软弱夹层对边坡稳定的影响

引江济淮工程江淮分水岭局部存在顺坡向缓倾角夹层,施工期部分深挖方河渠因开挖时间长,已经出现了局部滑坡,初步分析结果表明这与夹层岩土体在大变形条件下强度已接近残余状态有关。为了分析夹层对边坡稳定的影响,对滑坡渠段的原状地层进行了取样,分析了渠坡软弱夹层的强度特性,并结合实际工程断面开展边坡稳定分析,提出了处理措施建议。研究表明,本工程渠坡稳定性取决于渠坡软弱夹层的位置、倾向和力学指标,滑坡部位软弱夹层在大变形的持续作用下已处于残余强度状态,并引发了局部滑坡。为此,对本工程深挖方渠段应结合渠坡岩土的分层结构及强度特性,采用抗滑桩和锚固等支档措施进行加固,同时应做好渠坡排水。     

毛乌素沙地典型湖滨带湿地有机碳、氮素空间分布特征

通过对陕西毛乌素沙地典型湖滨带湿地有机碳和氮素的空间分布特征进行研究,为探讨湿地生态系统如何在沙化环境下发挥其特有的功能提供科学依据。在巴吓采当湖泊湖滨带A~F类型区采集土壤,测定土壤的有机碳、全氮、有机氮、硝态氮和铵态氮等指标。利用方差分析、Spearman相关性分析和主成分分析等方法分析对湖滨带有机碳、氮素空间分布特征进行研究。土壤表层0~10cm的有机碳和全氮含量随水位升高呈增加趋势。除了铵态氮外,有机碳、全氮、有机氮和硝态氮含量垂直分布上随着土壤深度增加呈降低趋势。土壤有机碳、全氮含量分别与全磷、土壤容重、含水率、水位显著相关。铵态氮和全磷、含水率、土壤容重、全氮、有机碳和水位等显著相关。硝态氮与微生物生物量碳、氮的相关系数分别为r=0.637和r=0.617(中度正相关)。有机碳及氮素的含量与土壤粘粒含量相关性不高。主成分分析提取3个主成分,累积贡献率达76.15%。土壤全磷、土壤含水率、土壤容重和水位是影响湖滨带土壤有机碳、氮素空间分布的主要因子。     

不同水源膜下滴灌对玉米性状及地温的影响

为了研究不同水源膜下滴灌对土壤地温、玉米生育指标和产量的影响,采用田间对比试验方法,定期对试验小区的地温、土壤含水率以及玉米生育指标进行观测,得出在玉米初期地表水滴灌处理的地温高于地下水滴灌,且随着生育期的推进和土层的增加,两处理的地温差异性减小;在含水率方面两种处理的差异性不明显,综合两处理的含水率和地温,两者成反比关系,但地表水对这种关系有削弱的趋势;在产量上地表水滴灌处理比地下水高4．58％,可见地表水膜下滴灌更利于作物的生长和产量的提高。     

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。