蒙脱石电渗微观机理试验研究

为了在微观上探究电渗的作用机理,以单一矿物成分的蒙脱石为电渗对象,采用自制金属电极和EKG电极,设计4组平行试验,探讨土体离子迁移、电学参数、膨胀性能等物理化学方面的变化.试验结果表明,Al^(3+)迁移能力远大于Cu^(2+)和Fe^(2+),后两者难以在电场力的作用下移动,电极反应生成的金属离子对电渗排水基本没有促进作用;电渗削弱了蒙脱石的乙二醇膨胀性,且除铜电极外,铝、铁、EKG电极下电渗对靠近阴极的土的膨胀性抑制作用更强;电渗作用降低了蒙脱石的zeta电位绝对值;铝电极下Al^(3+)的渗入严重降低了Ca^(2+)的排出量,铁电极下Fe^(3+)和Fe^(2+)的渗入束缚了阳极附近土体中Na^+的迁移;铁电极和EKG电极对土体有酸化作用,而铜电极、铝电极则不然.

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,消除了夹具法测量时夹具和电极之间接触电阻的误差影响。结果表明:电势测针法所得的接触电阻与串联法得到的接触电阻的比值大多为1.3~1.4,验证了电势测针法将测针与电极间的一段土体值计入了接触电阻,造成测得的接触电阻偏大,故该比值的大小取决于该段土体的电阻值;串联法对于当前应用广泛的EKG电极并不适用,提出的走线法测量EKG电极电阻率能消除电极板内因嵌入铜制导线而电流分布不均的影响,测量结果基本不受电极长度的影响,具有良好的可靠性和稳定性,且测量便捷,方便应用于EKG电极生产工艺中,有比较广阔的应用前景;走线法测量EKG电极所得的电阻率与夹具法得到电阻率的比值大多为0.08~0.10,该比值主要与夹具和电极板间的接触电阻相关,该接触电阻仅取决于夹具和电极板,故可利用该比值对使用夹具法的测量结果进行修正;在许多室内试验和工程中均应用到了EKG电极,考虑EKG电极电阻率对整个试验和工程的能耗影响时,可参考电阻率比值0.08~0.10进行修正。

基于桩-土接触面的双排桩边坡支护结构受力性能研究

双排桩支护结构以其抗侧移刚度大、场地适用面广以及施工便捷等优势,近年来被广泛应用于边坡支护。针对永久性边坡的双排桩支护结构,借助岩土有限元计算软件Midas GTS NX,以接触面的形式考虑桩-土相互作用,研究永久性双排桩支护结构的位移及内力情况,确定合理的桩排距以及后排桩桩间距,对比工程监测数据,对双排桩支护结构的安全性、可靠性进行验证,为相关工程提供参考。结果表明,通过建立桩-土接触面,可更符合实际地模拟双排桩的变形形态;桩排距取为桩径的3.5倍左右可较好地发挥双排桩的力学性能及空间效应;后排桩桩间距取为前排桩桩间距的2倍左右可在满足工程安全要求的前提下节约造价;对比数值计算结果与现场监测结果,验证了双排桩数值仿真中建立桩-土接触面的必要性及该双排桩支护方案的合理性。