改进型电渗法加固滩涂淤泥试验研究

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近年,海涂围垦储备了大量的土地资源,这对于沿海港口及城市的发展有着非常重要的作用。滩涂淤泥作为一种主要的滩涂资源,其包含含水量较高、强度不足、渗透性较低等特征,因此,需要对其处理后才能进行后续的开发利用。而电渗法能够实现快速固结、排出土体水分,不失为地基加固的有效方式。首先,为了研究电渗过程中土体含水量的变化规律,开展20V稳压下温州滩涂淤泥电渗法中含水量实时监测的室内试验,通过监测电流、排水量、电势,以及电渗后的含水量,分析土体有效电势、界面电阻、土体电阻率与含水量的关系。研究结果表明,含水量约在70%以上时,土体有效电势和含水量大致呈线性关系;含水量约为55%-70%,土体有效电势较高,且随含水量的减小其变化幅度较大;含水量降至低于55%时,土体有效电势较小且几乎不再变化。通电前期,土体含水量快速减小,界面电阻变化比较迟缓;随着含水量的下降,界面电阻明显变大;通电后期效率低,土体含水量近似不变,界面电阻的增大幅度相对减小,其逐渐达到最大值。当含水量较大时,土体电阻率值较小且增长缓慢;当含水量较小时,土体电阻率加速增大,最终土体电阻率近似初始土体电阻率的6倍。其次,对于上述试验后期电渗效率低的问题,在通电总时间一致的情况下,提出逐级加压联合间歇通电的室内试验,从电渗透系数、最终含水率等多角度展开综合对比分析。通过研究发现:逐级加压联合后期间歇通电组提高了电渗排水的能力,对电渗后期电流的衰减起到一定的弱化作用;土体有效电势相对较高,有助于加速电渗后期土体的电渗固结,从而提高电渗后期的效率;另外,既达到有效降低土体含水率的目的,又获得更低的电能消耗;最终使得土体相对均匀,但抗剪强度不足;电化学反应对阳极的腐蚀作用也增强。最后,针对试验中出现土体抗剪强度不足的现象,依据电渗通电的时间来控制移动电极,开展间歇通电联合电极移动的电渗室内试验。通过对比分析含水率、沉降、电导率等规律,试验结果表明:间歇通电联合中期移动电极组排水效果最佳;间歇通电联合后期移动电极组缓解了电流的衰减,增加土体的排水速率,土体含水率较低,土体整体抗剪强度较高,土体中部加固效果明显改善以及土体表面沉降量增大,土体pH和电导率变化显著。
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