对称及非对称形式下点状电极单元的二维电渗固结研究

针对同性电极间距较大时电渗固结模型的计算,依据电极排布形式提出点状电极单元的概念。基于点状电极单元模型,建立点状电极单元的二维电渗固结理论,采用Galerkin法进行控制方程的离散,给出电势场、孔压场控制方程的有限元形式;基于Python语言开发点状电极单元的二维电渗固结计算数值模块PyEcFem,并进行对称单元的二维效应数值研究以及非对称单元的电渗固结计算,同时进行试验验证。研究表明:(1)排水边界数量早期对排水速率起主要作用,电渗后期阳极数量对排水速率影响较大,非对称单元的排水效果以及负孔压幅值均要高于对称单元。(2)对称单元中,电极间距比能够描述同性边界上的电势跌落幅度,同性电极间距越小,二维效应系数越小,两者之间满足负指数关系。(3)非对称单元的电渗固结中,单元排水能力的限制会导致电渗初期阴极区产生孔隙水压力堆积现象,产生局部的正超孔隙水压力,该现象会影响负孔隙水压力的变化速率以及极值。