磁场提升电渗加固效果的试验探究

通过改善界面电阻来优化电渗效率受到了广泛关注。基于磁电化学研究,开创性地将磁场引入电渗过程中,旨在降低界面电阻并提高电渗效率。通过试验证明引入磁场能显著提高电渗效率,且最佳的布置位置为阳极处。具体而言,合理布置磁场能够大幅延缓阳极界面电阻的上升,改善电渗排水性能,大幅缩短了处理时间。能耗方面,采用了多个指标进行综合分析,包括等效能耗、总能耗、能量利用率,结果表明引入磁场是解决电渗高能耗问题的有效途径,尤其当磁场布置在阳极处,能大幅提高能量利用率并减小总能耗。其中,采用可重复使用的永磁体作为磁极,能够循环使用且成本低廉。因此,在客观上,电渗中引入磁场的技术极具工程应用潜力和实践价值。

电渗加固软土地基界面电阻理论与试验研究

电渗法在软土地基加固、淤泥疏浚及重金属污染修复领域均有尝试性应用,但在电渗固结过程中黏土-电极界面电势损失较大,导致能耗较高。本研究从电化学角度出发,对黏土-电极界面反应过程进行分析,解释了界面电阻的产生机理。同时,结合界面电阻模型,采用金属电极(铜)和电动土工合成材料电极开展室内电渗试验,研究长期通电下界面电阻变化规律。研究结果表明:在长期持续通电情况下,界面电阻模型可用于分析界面电阻变化机理;通电初期总界面电阻受阴极界面电阻影响较大,随着通电的进行逐渐变为受阳极电阻控制。界面电阻是电渗排水效率的重要影响因素,建议在工程中对界面电阻进行监测并作为电渗设计的控制指标。

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。