EKG电极真空–电渗处理软黏土室内试验研究

针对真空–电渗法在软基处理中存在金属电极易腐蚀,试验后期排水效率低等问题,利用自主研发的装置试验了EKG电极在电渗法、真空预压法、真空–电渗法、阴极直排式真空–电渗法下的排水效果,通过监测排水量、电流、pH值、沉降和处理后的强度等指标将上述方法进行比较,结果表明:(1)真空–电渗法处理后排水量最大,沉降更明显,土体强度更大;(2)阴极直排法在前8 h,排水量高于双侧排水真空–电渗法,土体内pH值更稳定,土体表面更均匀;阴极直排法能在一定时间内改善传统真空–电渗法在阳极真空预压与电渗相互抑制的情况,如果将阴极直排法与双侧排水真空–电渗法相结合,能够为扩大真空–电渗联合法的应用范围提供新的研究思路。

EKG电极形式对电渗联合真空预压加固效果的影响

通过宁波滨海某围海造陆工程电渗联合真空预压的现场试验研究,对强度、含水率、沉降、孔压等参数进行监测,比较新型管式EKG电极和传统板式EKG电极对吹填淤泥的加固效果。结果表明:管式EKG电极加固区域的土体强度更高,孔压消散更快,沉降量更大,深部含水率更低,是更为高效的电极材料。主要原因在于,管式EKG电极排水通道更为畅通,不易被淤泥堵塞,从而为软黏土电渗联合真空预压加固提供了更为有效的电极材料。

电极反转模式下反转电压对电渗影响试验研究

电渗法可以加快低渗透性软土排水固结,被视为一项极有前景的地基处理技术,在电渗法处理软土地基时,常采用电极反转的通电方案。为了研究电极反转通电时反转电压对电渗加固的影响,开展不同反转电压下电渗法加固软土地基室内一维模型试验,实测电渗过程中的排水量、排水速率、电流电压值,以及试验结束后土体含水率分布情况。试验结果表明:在本文试验条件下,短时间反转通电会对电渗排水效果产生不同影响,且能使电渗加固效果更为均匀;随反转电压的增加,电渗排水量先增加后减小,过高的反转电压会对电渗效果起抑制作用;反转通电主要通过影响电流对电渗产生作用,恢复正向通电后土体电流急剧提升,电极反转产生积极影响,而恢复正向通电后土体电流突降时电极反转抑制排水。本文试验证明了在合适的反转参数下,电极反转不仅能使土体加固效果均匀,还可以促进排水,提高电渗效率。

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。

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.