不同增压方式下电渗法加固滩涂淤泥试验研究

针对电渗法处理滩涂淤泥能耗高、后期排水效率低的问题,利用自制的试验装置进行4种不同增压方式下电渗试验.通过监测电渗过程中电流、排水量和阴极水p H,以及试验结束后检测土体的含水率和抗剪强度,研究不同的增压方式对电渗法加固滩涂淤泥效果的影响.试验结果表明:不同的增压方式明显影响电渗效果;相对于稳压输入,电源采用逐级增压可以减缓电流的衰减;合适的增压方式不仅可以降低能耗、提高后期排水速率,还可以有效地提高土体抗剪强度和降低含水率.     

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。     

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。     

生活源污染土电渗加固试验

为了研究生活源污染土的电渗加固特性,在改进的Miller Soil Box中进行生活源污染土电渗排水试验.分析含水量降低百分比、单位排水量能耗、抗剪强度、土体沉降4个参数,得出影响生活源污染土电渗排水加固效果的主次因素顺序:电源电压通电时间初始含水量CaCl2添加量电极材料.结果表明:电源电压极差最大,对生活源污染土电渗加固处理效果起到主要作用;考虑经济成本和电渗效率,通电时间不宜过长,否则能耗系数会急剧增大;CaCl2添加量越高则初始电流越大,但CaCl2含量过高反而会导致排水量减少;铁和铜电极排水效果最好,铝电极的能耗最小,石墨电极的电渗效果最差,建议在实际工作中选用铁电极.最后验证了电渗加固的最优组合及水平,并与普通土的加固效果进行对比分析.     

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。     

PHD-PVD真空预压联合电渗法处理工程废浆试验研究

为了改进传统真空预压法的缺陷,提出一种PHD-PVD真空预压联合电渗处治工程废浆的方法。通过6组大型室内模型试验,对工程废浆固结过程中的排水量、电流强度、沉降值等进行监测,通过测量土体含水率及十字板抗剪强度并结合压汞试验宏微观分析土体的加固效果,研究真空泵和电源的间歇断开处理对PHD-PVD真空预压联合电渗法加固工程废浆效果的影响。试验结果表明,联合电渗法有效提升了PHD-PVD真空预压法后期的排水效率,远端土体固结程度得到提高,强度显著提升;对真空泵和电源的间歇断开式处理使土中产生新的排水通道,一定程度上缓解了排水板附近的淤堵,使得试验后期也保持了较快的排水速率,排水总量得到提升。压汞试验结果表明,采用间歇断开式的PHD-PVD真空预压联合电渗法处理的工程废浆,其峰值孔径更小,土体微观结构更加致密。     

纳米蒙脱土对软黏土性能影响的试验

由于土地需求量的日益增大,沿海、沿江地区对淤泥质软黏土的改造也更加迫切。现有的技术对淤泥质土的加固效果不太理想,纳米材料作为一种新材料在其他领域已经有了广泛的运用,但在岩土工程方面应用较少。通过加入纳米蒙脱土对淤泥质软黏土的抗剪强度、承载力及电渗排水的影响做了一些探索,得出以下结论：纳米蒙脱土可有效提高淤泥质软黏土的内摩擦角,对土体黏聚力影响不大,因此可有效提高土体的抗剪强度,改善土体工程性能;淤泥质软黏土加入纳米蒙脱土导致土体排水孔道减少,对电渗排水不利;纳米蒙脱土可明显提升电渗后土体的抗剪强度。     

间歇通电模式影响电渗效果的试验

为了研究间歇通电模式对电渗加固效果的影响,采用实验室一维模型箱,在不同通断模式下开展电渗试验．试验分两个阶段,第一阶段固定通断时间比,研究不同通电周期对电渗的影响,同时与连续通电对比;第二阶段,固定通电周期,研究通断时间比对电渗的影响．测量试验过程中的电流、阴极排水量,试验结束时的抗剪强度以及含水量分布,并给出不同组试验的阳极板腐蚀图．结果表明:间歇通电能否有效以及通电周期和通断比对电渗效果的影响会因试验时间的不同而存在差异;采用适当的通电周期和通断时间比,间歇通电可以减缓电极腐蚀,提高电渗效果．文章最后对已有文献中的分歧作出了解释,并指出电渗法实际工程应用中,建议通电周期选取1～4 h,通断时间比取2.0．     

基坑开挖过程中软土性状若干问题的分析

通过对基坑工程中主动区和被动区土体的应力路径、应力状态、土的不排水抗剪强度和孔隙水压力变化规律的讨论,几个模糊概念得到澄清．研究表明：基坑开挖过程中无论主动区还是被动区都处于卸荷状态;土体抗剪强度在不同区域、不同加载阶段是不同的．在同一固结压力下,不排水抗剪强度是卸荷抗剪强度的2倍．在模拟基坑工程应力路径的三轴室内试验研究基础上,发展了一个孔隙水压力公式．根据常规三轴试验得到的抗剪强度和孔隙水压力系数变化规律可确定不同应力路径下的土体抗剪强度．     

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...     

土与结构接触界面改进直剪试验研究

目的 研究土与结构接触界面力学行为随接触材料类型及含水率变化规律．方法 通过改进的直剪仪进行黏土自身、黏土与混凝土、黏土与石、黏土与砖4个含水率共64个试样的剪切试验．结果 得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线，当土体含水率增大时，黏土内部摩擦角缓慢减小，而黏土与混凝土和黏土与砖接触界面的摩擦角急剧降低；土体内部的黏聚力逐渐减小。而土与结构接触界面的黏聚力均先增大后减小，各接触类型接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势．只在含水率为13％、法向应力为50kPa的黏土内部剪切时才出现剪胀现象．结论 土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、黏聚力等力学参数与接触材料类型及土体含水率密切相关，研究结果为工程设计的计算参数取值提供了试验依据。     

植被根系固土抗剪强度试验研究

通过对培养的黑麦草加固黏土原状土样进行直剪试验,研究了根系含量和含水率对加固土体抗剪性能的影响,并结合研究结果对其作用机理进行分析。试验结果表明:随根系含量增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力逐渐增强,内摩擦角变化较小。这是因为根系的存在加强了土颗粒之间的摩擦,同时在剪切过程中根系发生弹性形变,其内部产生的拉应力通过摩擦力转化为阻碍土体位移的力,增强土体强度。随着含水率的增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力均减小,内摩擦角变化不大。这是由于一方面水的存在使根系的拉拔阻力和土颗粒之间的摩擦阻力减小,另一方面含水率的增加导致基质吸力减小,使土颗粒之间的液桥强度降低,从而降低了土体的抗剪强度。     

不同电渗法降低填料含水量的方法研究

电渗法可以使水向直流电的阴极渗流和排出,从而降低土料的含水量,而且电流产生的热量还可蒸发土料中的水分以降低其含水量。如果把阴极布置在土料下方,直流电渗在土壤水分重力渗流的基础上再作用电渗,两者叠加效果更为明显。采用不同电压和电极形式的电渗法降低土料含水量的试验,得到了电渗法降低土料含水量的一些规律。     

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。     

陶粒叠合层叠合板的承载能力研究

不加支撑底板的受力性能及叠合面的抗剪切能力为无支撑叠合板应用的关键因素,为研究槽形底板和陶粒混凝土叠合层叠合板的受力性能及凹槽形叠合面的抗剪切能力,对3块底板和3块叠合板进行了的试验和理论分析,研究了底板和叠合板的抗弯承载力、抗裂性能、弹性恢复特性及叠合面的抗剪切能力。理论分析及试验结果表明：无支撑槽形底板和叠合板的实测抗弯承载力、抗裂性能均高于理论计算值,具有较好的弹性恢复特性;陶粒叠合层减轻了自重,凹槽形底板能够保证施工中不加支撑的要求;凹槽形叠合面比矩形叠合面具有更好的抗剪切性能和较好的抗弯刚度。最后,工程应用表明无支撑叠合板能够满足钢结构工程施工周期短的特点,具有较好的经济指标。     

网状排水体负压下处理围堰袋装淤泥试验研究

针对软土处理过程中竖向排水板弯折严重等问题,提出将絮凝剂技术与水平网状排水体联合真空预压处理袋装淤泥相结合的方法.测试了直排式排水体和新型水平网状式排水体处理后的淤泥的含水率、无侧限抗压强度和抗剪强度,并对絮凝剂的添加量对固结效果的影响进行了对比研究.试验结果表明:新型水平网状式排水体相比直排式排水体,可更有效提高土体...     

Vertical drainage capacity of new electrical drainage board on improvement of super soft clayey ground

As an advanced polymer composites electro-kinetic geosynthetics, the electro-osmotic vertical drainage(EVD) board could drain water quickly and accelerate consolidation process. However, the drainage rate was mainly impacted by the vertical drainage capability. Therefore, vertical drainage capability at the top of EVD board was theoretically analyzed. Basic requirements for drainage at the top of the board were summed up, as well as the formula of anode pore pressure when losing the vertical drainage capability. Meanwhile, a contrast test on the top and bottom drainage capacities was conducted. In use of the advanced EVD board, the voltage potential and pore pressure of anode were measured. Moreover, the derived formulas were verified. The result shows that the decrease of electric force gradient had an observable impact on the drainage capability. There was nearly no difference between the energy consumption for the two drainage methods. Although a little less water was discharged, the top drainage method had more advantages, such as high initial drainage velocity, few soil cracks, low anode water content and high soil strength. All of these show that the super soft soil ground could be consolidated quickly in use of the advanced EVD board through the top drainage. The top drainage method could efficiently improve the drainage effect, decrease the energy consumption and speed up the project proceeding.     

球型静力触探仪贯入双层土的困土效应

为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律。利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响。结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土)。困土尺寸是影响其困土效应的关键因素。研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关。困土厚度变化为0～0.20D、困土宽度变化为0～0.50D。困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大。基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值。     

开孔管桩真空固结提高承载力模型试验

为了研究桩基承载力的增长程度、桩周土的抗剪强度和含水率变化规律、桩周土排水量,开展真空固结模型试验,得到模型桩的Q-s曲线、桩周土的十字板强度和含水率的分布规律、排水量随时间的增长曲线. 结果表明,在该试验条件下,开孔管桩真空固结技术可以使桩基承载力提高2.7倍,使桩周形成厚4.5 cm、较高抗剪强度、较低含水率的致密层. 研究桩身开孔布置的影响,得出桩基承载力的增长程度受开孔层间距的影响较大,受孔径的影响很小.