软粘土电渗—堆载联合气压劈裂室内模型试验研究

摘要

在处理吹填淤泥、疏浚淤泥等含水量高、水力渗透系数小的软粘土地基时，因电渗法排水速率跟电渗透系数有关，而跟水力渗透系数无关，电渗法是一种有效的处理方法。但电渗法能耗过高，又限制了其在软粘土处理中的广泛应用。将电渗法与其他方法联合使用可以加速软粘土固结，提高固结效果，从而提高电渗加固的效率。
　　本文通过室内模型试验研究电渗—堆载联合气压劈裂对软粘土排水固结效果的影响，并从排水量、排水速率、含水量、抗剪强度、电流变化、土体表面沉降、裂缝开展、能耗等方面来论证比较电渗—堆载联合气压劈裂法的有效性和优越性。试验结果表明:电渗—堆载联合气压劈裂的排水效果更好、试验后土体的含水量更小、抗剪强度更大、更利于土体的沉降稳定。
　　电渗—堆载联合气压劈裂试验初期排水速率比较大，后期比较小。从电渗—堆载联合气压劈裂试验喷气前后排水速率、排水量的变化，以及对比先后两次试验喷气前后的排水速率、排水量，可知气压劈裂作用在喷气之后的较长时间内提高了电渗排水效果。
　　电渗—堆载联合气压劈裂试验结束后，土体的含水量、抗剪强度在水平及深度方向上分布不均匀。同一水平面上，含水量分布规律是阳极附近土体小于阴极附近土体，抗剪强度反之。高度方向上，含水量分布规律是土体表层小于土体中层，土体中层小于土体底层，抗剪强度反之。通过对比前后两次试验不同部位土体的含水量、抗剪强度可知:气压劈裂作用对于底层试验土体加固效果的改善更明显些。
　　电渗—堆载联合气压劈裂试验，在喷气孔附近可见明显的微裂缝，裂缝的形成增大了土体的渗透性。此外，气压劈裂裂缝受到土体强度、土体应力状态、喷气压力、喷气时间、喷气深度、电渗作用等众多因素的影响，裂缝开展方向不规则。
　　本文的工作有助于进一步开展软粘土地基处理中电渗联合气压劈裂的相关应用和研究。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 电渗加固机理及设计计算理论研究现状

1．3 提高电渗效率的研究现状

1．3．1 土体pH值

1．3．2 电极材料

1．3．3 电极布置形式

1．3．4 通电方式

1．3．5 电渗法与其它方法相结合

1．3．6 电渗法的工程应用现状

1．4 主要研究内容和思路

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究思路

2 电渗—堆载联合气压劈裂法简介

2．1 引言

2．2 电渗—堆载联合气压劈裂法基本原理简介

2．2．1 气压劈裂法

2．2．2 电渗—堆载联合气压劈裂法

2．2．3 电渗—堆载联合气压劈裂法的主要喷气参数

2．3 本章小结

3 电渗—堆载联合气压劈裂试验方案

3．1 引言

3．2 试验模型装置

3．2．1 试验土样

3．2．2 试验模型箱

3．2．3 树脂排水管

3．2．4 试验电极

3．2．5 电源

3．2．6 PS-VST-M微型十字板剪切仪

3．2．7 气源、调压阀、精密气压表

3．2．8 胜利VC890D万用表

3．2．9 电子天平

3．2．10 其他仪器设备

3．3 试验方案

3．3．1 试验方案概述

3．3．2 试验步骤

3．3．3 试验分析对象及测量方法

3．4 本章小结

第4章 电渗—堆载联合气压劈裂试验分析及讨论

4．1 引言

4．2 试验目的

4．3 试验过程

4．4 试验结果分析

4．4．1 排水量

4．4．2 排水速率

4．4．3 电流值和电流降低率

4．4．4 含水量

4．4．5 抗剪强度

4．4．6 土体表面沉降

4．4．7 裂缝开展

4．4．8 电能及能耗系数

4．4．9 试验现象分析

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 研究总结

5．2 问题及展望

参考文献

附录

作者简介