分级真空预压联合间歇电渗法加固疏浚淤泥宏微观分析

为解决真空预压联合电渗法中的排水板淤堵及电渗能耗大的问题,提出分级真空预压联合间歇电渗法。通过4组室内模型试验,对土体加固过程中的排水量、土表沉降量进行监测,并评估试验后的土体加固效果,探究分级真空预压联合间歇电渗法对于真空预压联合电渗法在土体加固和淤堵效应方面的改进效果。此外,借助扫描电镜获得土体微观结构图片,并通过图像处理软件分析真空预压联合电渗法和分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体孔隙特征的变化。试验结果表明:分级真空预压联合间歇电渗法中,分级施加真空压力的方式能缓解排水板淤堵;且间歇通电的方式能减小阳极腐蚀,增大土体电流来促进土体排水。与常规真空预压联合电渗法相比,分级真空预压联合间歇电渗法的排水量和十字板剪切强度分别增加13.2%和19.2%,土体含水率减小13.7%,改善效果十分显著。分级真空预压联合间歇电渗法处理后土体的表观孔隙率、孔隙数和平均孔隙面积更大,土体排水通道畅通有助于排水,且土体孔隙排列更有序,孔隙形态更复杂。     

絮凝–逐级加压电渗法改良疏浚淤泥试验研究

针对电渗法处理疏浚淤泥过程中存在能耗大以及处理后土体不均匀问题,提出采用无机絮凝剂CaCl_2来优化传统电渗法,并在电渗过程中采用逐级加载电压的通电方式处理疏浚淤泥;同时研究在不同加载电压级数和无机絮凝剂CaCl_2掺入比下,絮凝–逐级加压电渗法对疏浚淤泥的加固效果。对疏浚淤泥共进行13组室内模型试验,结果表明:絮凝–逐级加压电渗法有效减小了传统电渗法处理疏浚淤泥过程中非电渗能耗的损失,使得大部分电能都用于电渗排水作用,增加了土体出流量;同时,较传统电渗法而言,有效抑制了电路电流的衰减,提高了电渗中后期排水效率;且絮凝–逐级加压电渗法与传统电渗法相比,阳极腐蚀量更小,处理后土体整体性更好;在絮凝–逐级加压电渗法处理疏浚淤泥过程中,当无机絮凝剂CaCl_2掺入比为1%,且加载电压级数越多,加固效果越好。     

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

针对电渗法试验中出现的土体抗剪强度不足的问题,基于通电4h、断电30min为最优间歇比,依据试验时间来控制移动电极,展开了间歇通电联合电极移动作用下电渗法加固滩涂淤泥的室内试验研究,通过对比分析排水速率、电流、土样表面沉降等变化规律,研究电极移动时间对加固效果的影响.试验结果表明:间歇通电联合中期移动电极条件下的排水量...     

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。     

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。     

真空预压–电渗联合作用下软黏土非线性大变形固结模型

基于分段线性差分法,建立轴对称真空预压–电渗耦合非线性大变形固结模型,可用于分析真空预压、电渗任意组合形式下的软黏土大变形固结问题。模型充分考虑固结过程中土性参数的非线性变化并采用FORTRAN编写计算程序,分别采用小变形解析解和大变形固结试验验证模型的准确性,模型在小变形情况下与现有解析解吻合,大变形情况下与室内试验实测值接近。开展真空预压与电渗不同组合形式下的工况分析,结果表明:真空预压–电渗联合作用的固结效果优于单一工法;不同真空预压与电渗组合形式下,土体最终平均沉降量接近,电渗滞后工况对降低能耗效果最好;为进一步降低能耗,工程中应将真空预压–电渗组合工况的固结度控制在80%以内。     

水平排水板真空预压–碱激发矿渣固化联合法处理高含水率淤泥的试验研究

疏浚淤泥具有含水率高、强度低、渗透性低等特点,快速高效的加固处理这些淤泥并实现其资源化利用具有重要意义。通过模型试验开展水平排水板真空预压–化学固化(PHDVPS)联合方法快速处理高含水率淤泥的研究。模型试验采用的固化剂包括不同配比的活性氧化镁激发粒化矿渣粉和硅酸盐水泥,并将联合方法的处理效果和效率与单一真空预压方法进行对比。在模型试验中,监测真空预压排水量和淤泥体积的变化;在模型试验结束后,测试不同养护龄期固化土样的无侧限抗压强度(UCS),并对固化土样的微观结构进行分析。试验结果表明：与单一真空预压法相比,PHDVPS法具有更优越的减量效率和加固效果。固化剂会产生絮凝效应,有助于提高真空脱水效率和效果,使后续的固化反应在更密实的土体骨架中进行,从而进一步大幅提升土体强度。此外,对于PHDVPS方法,以活性氧化镁激发粒化矿渣粉作固化剂比以水泥为固化剂具有更好的减量效果和加固效果。     

EKG电极真空–电渗处理软黏土室内试验研究

针对真空–电渗法在软基处理中存在金属电极易腐蚀,试验后期排水效率低等问题,利用自主研发的装置试验了EKG电极在电渗法、真空预压法、真空–电渗法、阴极直排式真空–电渗法下的排水效果,通过监测排水量、电流、pH值、沉降和处理后的强度等指标将上述方法进行比较,结果表明:(1)真空–电渗法处理后排水量最大,沉降更明显,土体强度更大;(2)阴极直排法在前8 h,排水量高于双侧排水真空–电渗法,土体内pH值更稳定,土体表面更均匀;阴极直排法能在一定时间内改善传统真空–电渗法在阳极真空预压与电渗相互抑制的情况,如果将阴极直排法与双侧排水真空–电渗法相结合,能够为扩大真空–电渗联合法的应用范围提供新的研究思路。     

真空预压联合堆载法加固吹填淤泥地基室内试验研究

针对传统真空预压法加固吹填淤泥地基过程中,存在真空应力小,孔隙水压力消散过慢,深层土体加固效果欠佳,加固后地基标高不够等缺陷,提出了真空预压联合堆载法,即在真空预压真空度稳定后通过堆载满足后期机械进场施工之前宕渣所需的回填,分别采用5Kpa、10Kpa、15Kpa的砂袋堆载方式进行,以增加地基土的标高和总应力,从而增大了排水效率,快速有效的加固了吹填土。试验结果表明,采用真空预压联合堆载法能够加快孔隙水的消散,加速了土体的固结,加固后的土体剪切强度、含水量均优于普通真空预压法,说明真空预压联合堆载法能够更好的加固吹填土淤泥地基。     

真空加载方式对排水板滤膜淤堵影响试验研究

塑料排水板滤膜的淤堵直接影响到真空预压排水固结法加固新近吹填淤泥的效果,而真空荷载加载方式是引起排水板滤膜淤堵的主要原因之一。通过室内模型试验,采用5种不同等效直径的排水板滤膜并通过控制不同的真空加载方式加固新近吹填淤泥。试验过程中对泥面沉降、排水板和土中不同深度的真空度进行监测,试验结束后测试排水板滤膜的渗透系数。试验结果表明:真空荷载不分级或者分级梯度太大,对真空预压排水固结法加固新近淤泥效果较差,排水板滤膜容易产生淤堵;排水板滤膜的等效孔径越小其淤堵情况越严重。排水板滤膜发生淤堵后其渗透系数将降低,对土体的排水固结产生不利的影响。作者建议:在真空预压处理新近吹填淤泥的工程实践中,宜选用较大的排水板滤膜等效孔,真空荷载宜采用分级加载方式,且每级真空梯度不宜过大。     

真空联合堆载预压处理软土地基测试与分析

结合山东某港口大面积吹填软土地基处理实践,阐述了真空联合堆载预压施工相关监测和检测内容及其基本操作方法;分析了真空联合堆载预压施工过程中土体表面沉降、分层沉降、深层水平位移以及孔隙水压力的发展变化过程和规律。表明真空联合堆载预压法加固软土地基具有真空预压和堆载预压的双重加固特征,堆载能加速软土地基的固结变形,但在堆荷较小情况下,被加固土体总体仍表现为土体向加固区中心位移的收缩固结变形特征。从工后现场原位测试及试样室内土工试验成果可以看出,淤泥土层加固后含水量、孔隙比均有大幅减小,土体物理力学性质得到较大改善,土体强度增长幅度可达100%～300%。说明真空联合堆载预压应用于处理大面积吹填软土地基是成功可行的,其加固效果明显,有效影响范围可达排水板深度。     

水平排水板–真空预压联合处理高含水率疏浚淤泥模型试验研究

水平排水板(prefabricated horizontal drain,PHD)联合真空预压是处理疏浚淤泥的有效手段,在浅层专用对堆置场的应用中具有很大优势。通过2个室内模型对照试验,研究了竖向排水板(prefabricated vertical drain,PVD)和水平排水板联合真空预压处理高含水率疏浚淤泥的差异性。研究主要分析了真空荷载下PVD和PHD的排水特点、试验中模型土体的沉降和板材变形情况以及试验结束时的土样含水率等结果,试验表明使用水平排水板处理疏浚淤泥可有效避免板材的弯折问题,且试验过程中土体变形非常均匀;随着固结过程水平排水板上下土层厚度不断减少,缩短了排水路径,PHD固结模型试验的整体排水速率高于PVD固结;380 h真空固结以后,水平排水板处理的疏浚淤泥含水率从360%降为150%相较于PVD固结低30%～40%。最后,针对模型试验和现场工程实际之间可能的差异性,对试验结果进行了详细讨论,以期可以为更大尺寸的模型、现场试验提供指导。     

两次插板和两阶段真空预压模型试验对比研究

为解决真空预压联合竖向排水板处理软土地基过程中，竖向排水板容易发生淤堵导致土体加固效果很差，土体产生不均匀固结的问题，进行了两次插板和两阶段真空预压模型对比试验。通过比较采用两种方法加固后土体的沉降、十字板抗剪强度、含水率等指标，探究两种方法对软土地基的改良效果。试验结果表明：两次插板真空预压试验的最大沉降为208 mm,两阶段真空预压试验的最大沉降只有170 mm;试验结束后，两次插板和两阶段真空预压的平均十字板抗剪强度分别是29.5, 24.75 kPa。表明两次插板真空预压处理超软土效果比两阶段真空预压更好。     

EKG电渗联合真空预压技术现场试验及应用研究

依托珠海铁建广场项目开展现场试验,简要介绍此技术的施工工艺,对膜下真空度、表层沉降、分层沉降、孔隙水压力和温度计等进行了全程监测,确定该技术的加固效果并分析电渗板深度对软基加固效果的影响。研究结果表明：EKG电渗联合真空预压技术的加固效果优于真空预压法,在一定范围内,电渗板长度越大,EKG电渗联合真空预压技术对软土层的加固效果越好。     

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。     

电势梯度与电极间距变化的滨海软土电渗模型试验研究

电势梯度和电极间距是电渗处理中的常见控制因素。为研究电势梯度和电极间距对滨海软土电渗效率的影响,进行等电极间距变电势梯度和等电势梯度变电极间距两种工况下的电渗模型试验。获取电渗过程中的排水量、通电电流和能耗系数等试验结果,进一步研究能耗系数与电势梯度、电极间距的关系。在Helmholtz-Smoluchowski(H-S)电渗流方程的基础上,引入界面电阻和起始电势梯度概念进行电渗能耗分析。结果表明：在等电极间距工况下,考虑起始电势梯度的电渗流方程能够较切实地反映电渗能耗系数随电势梯度变化的非线性趋势,宁海滩涂淤泥存在起始电势梯度和相应的经济电势梯度;在等电势梯度工况下,界面电阻和起始电势梯度不影响能耗系数的线性变化规律。     

超软土地基交替式真空预压法加固效果影响因素分析

针对目前常规真空预压法处理超软土地基时常出现的排水板易淤堵、加固效果欠佳等工程问题,提出一种新型的交替式真空预压技术.为深入了解交替式真空预压技术处理超软土地基的加固效果及其影响因素,对天津滨海新区新近吹填淤泥进行室内模型试验.试验结果表明,与常规真空预压法相比,交替式真空预压法可以有效防止淤堵泥层的加剧,使得土体加固...     

化学电渗法加固软黏土地基对比室内试验研究

基于室内试验方法,开展了阳离子摩尔量、CaCl_2和Na_2SiO_3化学作用等因素对软黏土电渗排水及加固效果的影响规律研究;实测了化学溶液联合电渗试验中排水量与排水速率、土体导电性、能耗以及试验结束后土样含水率、抗剪强度的分布规律,并开展了常规电渗试验作为对比分析。研究结果表明,增加土样中阳离子摩尔量,是增加电渗排水量、提高排水速率及缩短电渗时长的有效方法之一;与常规电渗试验相比,联合注入CaCl_2和Na_2SiO_3溶液的土体平均抗剪强度提高了约120%,较单独加入Na_2SiO_3或CaCl_2溶液多提高约20%;联合注入CaCl_2和Na_2SiO_3溶液对改善电渗处理后土体含水率和抗剪强度分布不均问题作用明显。     

吹填淤泥在真空联合堆载预压过程中的工程性质变化特征

本文以深圳前湾A区真空联合堆载预压处理吹填淤泥的工程为例,采取室内试验和原位测试分析,详细地研究了吹填淤泥在砂垫层施工阶段、插塑料排水板后加载前阶段、联合堆载前纯真空预压阶段、真空联合堆载预压阶段的工程性质变化特征,随着施工推进,吹填淤泥的含水量和孔隙比逐渐降低,湿密度和干密度逐步增加,吹填淤泥土性质不断得到改善,强度持续增加。最后,对真空联合堆载预压达到设计卸载标准后的吹填淤泥加固效果进行了检测和分析,结果表明加固效果达到了设计要求,为吹填淤泥的处理提供了借鉴作用。     

新型导电塑料排水板及其双层水平布置电渗排水效果

针对当前电渗排水法存在阳极腐蚀严重,排水设备安装繁琐等问题,提出了一种新型导电塑料排水板。新型导电塑料排水板可以快速装配形成单层或多层水平电渗排水系统,省时省力的同时还解决了电渗过程中的电极腐蚀问题和电渗后期电极与淤泥的脱开问题。以安徽阜阳市骆家沟清淤工程所产生的高含水率疏浚淤泥为研究对象,采用导电塑料排水板进行双层水平电渗脱水模型试验。试验结果表明：该导电塑料排水板的电渗排水性能优良,且双层布置能获得更好的电渗效果。