化学电渗法加固软基位移场观测透明土模型试验

化学电渗法是通过电极添加化学溶液以提高电渗效率、增强加固效果的新技术。基于新型透明黏土材料和PIV技术,开展化学电渗法加固软基透明土模型试验,可视化观测土体内部位移场、排水量等变化规律;着重分析了电压梯度、电渗时长、以及化学溶液浓度等因素对软基加固效果的影响规律。研究结果表明:本文试验条件下,电压梯度每增大0.2V/cm,电流峰值平均增大35%,排水速率峰值平均增大30%;加入化学溶液能降低40%的有效电阻,试剂浓度每增大0.5 mol/L,排水速率峰值平均增幅为25%。     

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。     

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。     

堆载预压法处理变电所场地地基

介绍了软黏土变电所场地地基的处理，并对堆载预压的加固原理、加固方法及加固效果等方面进行了阐述，可作为类似工程的地基处理参考。     

真空预压联合间歇电渗加固疏浚淤泥试验研究

沿海地区疏浚工程产生大量疏浚淤泥。为了研究疏浚淤泥的处理方法,通过室内模型试验,对温州地区的疏浚淤泥进行分级真空预压联合间歇电渗的加固处理,并对间歇通电的时间及间歇逐级加压电渗进行研究。试验过程中监测真空压力、电流、排水量和土表的沉降;试验之后,对土体含水率、十字板剪切强度以及电极腐蚀质量进行测量。试验结果表明:虽然间歇通电时间越长,土体固结效果越好,但间歇通电时长超过24h后,土体加固效果开始减弱;然而,电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数却依然与间歇通电时长呈正相关。此外,分级真空预压联合间歇逐级加压电渗法相比于分级真空预压联合间歇电渗法获得了更佳的土体加固效果,并且其电极腐蚀质量和间歇电渗的平均能耗系数也显著降低。     

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。     

电极距对水平电渗排水影响的试验研究

利用室内试验,研究了两种不同电极距对黏土的水平电渗排水规律的影响,从电渗排水量、排水速率、有效电势、能量消耗、阳(阴)极接触电阻方面等对黏土电渗特性进行对比分析。结果表明:减小电极距在一定时间内能够加快电渗排水速率,可以降低阳(阴)极接触电阻,减小电势损失;电渗排水速率与有效电势成正比,而单位耗能量与有效电势成反比。通过对这些规律的研究,有助于我们更好地认识和掌握黏性土水平电渗排水的规律,为解决富含水的黏性土边坡排水问题奠定基础。     

电渗法加固软土地基研究现状及展望

电渗固结法可以短时高效地提高地基承载力,且不会产生地基失稳现象,是针对软土地基应用前景较好的地基处理方法。结合国内外研究现状,简要介绍了电渗法的加固机理,着重分析了电势梯度、通电方式、电极材料与布置形式、土壤含水量、含盐量及p H值等因素对于电渗固结过程的影响。综述了电渗法的试验研究与数值模拟研究进展。基于目前电渗法国内外研究现状,指出电渗法存在的问题,并对其未来发展进行了展望。     

含盐量对软黏土电渗排水影响的试验研究

为了研究土体含盐量对软黏土电渗排水的影响,在自制的试验槽里进行室内一维试验,利用试验数据从排水量、排水速率、能量消耗、含水率和电化学反应等 5 方面对电渗性状进行对比分析。试验结果表明：含盐量对软黏土电渗性状有着明显影响,并存在最佳含盐量;较高的含盐量不利于电渗排水和含水率降低,而且会导致能量消耗、阳极腐蚀量和电渗后酸碱不平衡较大;能量消耗系数、阳极腐蚀百分比和排水速率与电流强度的比值这 3 者都与土体含盐量存在一定的定量关系。试验结果能为判别电渗的工程适宜性提供一定的参考依据。     

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。     

Large scale soft ground consolidation using electrokinetic geosynthetics

Field test of electro-osmotic consolidation with area of 800 square meters was carried out using electrokinetic geosynthetics (EKG). By introducing this field test, new concepts and solutions of difficulties in large scale application of electro-osmosis is introduced. Strategies of building smart DC power source to meet the large current intensity requirement of electro-osmosis are introduced. Roll polling program is a key program for the control system of smart DC power source. It reduces the requirement of current intensity to 1/3; it also decreases the energy consumption to less than 1 kW·h/m³. Design method for electro-osmotic consolidation is demonstrated while designing a field test. It is based on the energy level gradient theory. Design includes power estimation, wires and cables configuration, treatment time estimation and settlement estimation. The field test show that large scale application of electro-osmotic consolidation is feasible with acceptable power requirement and energy consumption. Electro-osmosis can accelerate consolidation and achieve better consolidation effect.     

Non-mechanical behaviors of soft clay in two-dimensional electro-osmotic consolidation

To investigate the soil behaviors in a direct current field on both spatial and temporal scales, a 1: 5 scale model test was conducted in laboratory to simulate the two-dimensional (2D) electro-osmotic consolidation of soft clay foundation. Volume of drainage, intensity, voltage, water content and pH value of water collected in the cathodes were monitored. The pH values of soil and the mass of anodes were measured before and after the test. The test results indicate that the unsaturated state, resultant from fissures induced by the differences in water contents, is favorable to dynamic compaction of soil during electro-osmotic drainage. The results also demonstrate that water content, degree of saturation and electric potential distributions can be used to deduce the electro-osmotic drainage process. Water content of soil decreases first near electrodes, while keeps nearly constant in the center of the model. The area with constant water content is larger than half of the sample surface. Moving anodes towards cathodes by about one third of the electrode spacing is effective to improve the treatment effect after electro-osmosis stops due to the large resistance. Moreover, it is observed that during electro-osmosis, the corrosion rate of anodes becomes smaller, while the variation in pH values of soil near anodes becomes larger.     

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。     

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。     

微型钢管桩治理多层住宅天然地基持续沉降的工程应用

文章介绍了建造于软粘土地基上的大埋深天然地基,因持续沉降难以达到竣工验收标准,因而采用微型钢管桩治理的实例.文中根据荷载特点及软粘土特性,分析了沉降主因,介绍了微型钢管桩治理措施的设计、施工方法和效果检验,并提出了有关优化措施.