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软土电化学加固方法相对于其他传统的地基处理方法,具有施工方便、无噪音粉尘污染、清洁环保等优点。随着我国电力基础设施的不断发展,电力能源将会变得更加低廉,因此研究这类新型地基处理方法具有重大工程意义。依托国家自然科学基金项目-软土电化学胶结成桩加固法及其铁质胶结本质研究,采取理论分析和模型试验相结合的研究方法,开展了多组室内模型试验,分析了影响电化学成桩效果的物理化学因素,为现场实验和工程应用奠定基础。本文研究的主要内容和成果如下:根据软土电化学胶结成桩的基本原理,自行设计了一套室内模型试验装置,该装置能够提供稳定且具有自动倒向功能的直流电,实现电化学成桩的物理化学过程,并且能很好的模拟地下水和上覆荷载的情况。分析了通电过程中电学参数的变化规律,发现电流逐步减小,电阻和电压逐步增大,其原因在于电极周围逐渐形成的化学胶结物起到类似绝缘隔层的作用所致。此外,由于电阻的各向异性,当电流发生倒向时,电流量会出现突变现象。分析表明电学参数的变化与电化学反应的程度密切相关,即后期电流趋于0,电阻增大且趋于稳定时,说明电化学反应已经基本完成。比较了加固后不同部位土体盐度和电导率,发现电化学胶结土电导率和盐度较桩间未胶结土小20%-25%,表明土体中的离子在电流的驱动下与电极电解的金属离子发生反应,所生成的胶结物含量越高,则参与反映的离子就越多,即盐分损失较多,电阻也将增大。对胶结桩体结构特征、强度分布规律及承载力特性进行了研究。研究结果表明:电化学胶结桩体主要由结构紧密、质地坚硬的核心层和质地较硬、手掰易碎的影响层组成,其范围分别为电极直径的8倍和12倍左右。加固土体的强度随与电极的距离的增大而逐渐减小,胶结核心层与影响层之间存在一明显的强度突变面。胶结桩-土复合地基的承载力可从原先的6-10 kPa提高到加固后的30-60 kPa,可见加固效果明显。研究了地下水、倒向时间、电极形状和添加剂等对成桩效果的影响。地下水、电流倒向时间对离子移动的半径范围影响显著,从而使桩体在形状上变得更不规则。NaCl的添加会加重对电极的腐蚀,但所形成的桩体强度反而有所下降。实心圆柱形电极的成桩效果比多孔管状电极更好。开展了电化学胶结土样的化学分析和微观测试,结果表明:与未加固土体相比,胶结土体的微观结构组成更加致密,铁质矿物成分的含量更高,这也正是胶结桩体强度提高的真正原因所在。