地下盾构隧道施工中会产生大量的高含水率泥浆,由于泥浆中含有膨润土及泡沫剂等高分子添加剂,具有高含水、低渗透、塑流性强等特性,在其运输中容易出现抛撒滴漏等环境污染问题,而且放置泥浆会占据大面积的土地导致土体资源的浪费并且产生环境污染,有时堆放不当还会形成地质灾害。基于此,需要对盾构泥浆脱水处理缩减泥浆的体积、降低运输和再利用的成本。传统的机械脱水法虽然能够有效地排出泥浆的自由水,但泥浆包含大量地黏粒时,机械脱水方法受到泥浆的水力渗透系数的限制,在泥浆排水硬化中难以有效地排出其中的弱结合水。近些年来工程技术人员把软基加固的电渗排水方法引进到泥浆硬化当中,它有着其他机械脱水法无法比拟的优势,电渗法的排水效果不受颗粒粒径的限制,与泥浆的水力渗透系数无关联、能有效地排出泥浆中的结合水。然而,电渗脱水机理不明朗和电渗设计方法的不明确一直制约着电渗技术的发展,因此对电渗脱水的机理研究和试验方法的设计显得尤为重要。(1)本文对开敞式泥浆真空负压排水的机理进行了解释。指出真空负压对泥浆排水分为两个过程:一是泥浆中的水在孔压差的作用下被吸出;二是孔隙通道中的水在气体压强差的作用下向负压边界运移。(2)在扩散双电层模型的基础上,基于B-P模型和Helmholtz-Smoluchowski电渗模型推导了微流道中电渗流流速表达式并结合MATLAB对表达式进行了数值分析。结果表明,微流道的Zata电势、电场强度梯度与电渗渗透流速成正相关。(3)本文通过COMSOL求解了真空-电渗的排水固结控制方程,绘制了真空-电渗过程中的超静孔隙水压的时空分布图。结果表明,通过电渗技术对土体排水形成了负超静孔隙水压力。超静孔隙水压力值受内因和外因两种因素控制,外因是对土体施加的电势梯度,内因是电渗透透系数与水力渗透系数之比,比值越大,形成的超静孔隙水压力值越大,因此对电渗透系数较高的细颗粒土适合采用电渗法来进行脱水硬化。(4)通过自制的真空-电渗联合排水试验装置对经过沉淀初步处理的泥浆分别进行真空负压、电渗及真空-电渗联合泥水分离试验。试验结果表明,采用真空-电渗联合泥水分离法优于真空和电渗单一方法,真空-电渗联合方法既可以排出泥浆中的自由水也可以排出渗透结合水,处理后的泥浆含水率大大降低,接近塑限,泥浆被有效硬化。