大尺寸三维电动-水力渗透协同固结淤泥能耗特性

为解决目前电渗应用的高能耗困境及大尺寸模拟困难等问题,提出针对低渗透性、高含水率土体的电动-水力渗流协同作用的三维固结方法。自行研制了一套阴极-集水-排水协同作用的多功能集排水系统,采用间歇式抽水代替连续抽水。采用三维电动-水力渗流固结系统对取自贡湖湾湿地和白旄堆场的2种不同太湖底泥进行了电渗试验研究,同时对白旄堆场太湖底泥进行了传统一维电渗固结试验,并对2种试验条件下的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗等关键指标进行了对比。结果表明:三维集水井设计可大大降低土体阴极附近电阻,间断性提高系统电流,提高排水效率,降低电渗总能耗;间歇式抽水可间歇性降低系统内总电流,利用电动-水力协同作用,保持系统渗流的连续性;三维电动-水力渗流固结系统的电流呈周期性减小—增大模式,并且降低速率较慢,尤其对于有机质含量较高的土体,电渗过程电流始终保持在一个较高的水平,提高了排水固结效率。三维电动-水力渗流固结系统的单位体积排水能耗和单位体积单位排水量能耗分别约为一维电渗系统的2/3和1/30。在高含水量软土固结排水中具有显著的节能效果。三维电动-水力渗流固结系统可以提高排水固结效率、大幅度降低能耗,为实际工程应用提供了可靠的理论、设计依据和数据支持,具有很好的推广价值。

周期性开采和回灌条件下浅层地下水位变化特征研究——以天津滨海新区为例

针对天津滨海新区进行的周期性抽水与回灌试验,根据抽水试验计算了含水层的渗透系数和抽水的影响范围,并据此分析了抽水与回灌试验的叠加效应;根据实测数据分析了抽水回灌周期、流量、不同采灌方式等因素对地下水位埋深的影响。不论是连续式还是间歇式的周期性抽水与回灌方式,产生的地面沉降量都很小,并且间歇式周期性抽水回灌方式优于连续式周期性抽水回灌方式。试验结果表明采用周期性抽水与回灌的方法建立人工渗流场可有效减小地源热泵工程中的地面沉降。