大連海相淤泥電滲固結(jié)試驗(yàn)研究.pdf

1、海岸工程的建設(shè)和維護(hù)中會(huì)涌現(xiàn)出大量與海相淤泥排水固結(jié)相關(guān)的工程問(wèn)題。由于海相淤泥的低強(qiáng)度和低滲透性的特征，使得使用堆載和真空預(yù)壓等常用的物理固結(jié)方法對(duì)其加固時(shí)受到一定的限制，而電滲法因?yàn)榫哂信潘俾逝c土顆粒粒徑無(wú)關(guān)、固結(jié)過(guò)程不會(huì)因強(qiáng)度低而失穩(wěn)破壞等優(yōu)點(diǎn)被考慮在海相淤泥的加固中，但目前電滲法并沒(méi)有得到廣泛地應(yīng)用，其主要原因是電滲理論并不夠完善、機(jī)理復(fù)雜多樣、能耗過(guò)大，且理化性質(zhì)不同的土樣也可能會(huì)導(dǎo)致完全不同的電滲效果。因此，有必要進(jìn)一步開(kāi)

2、展海相淤泥的電滲試驗(yàn)研究，為實(shí)際工程提供參考和借鑒。
　　本文利用自制的裝置對(duì)大連海相淤泥進(jìn)行多組電滲試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)中電勢(shì)分布、電流和排水量，以及電滲后電極腐蝕量、土體的含水率和抗剪強(qiáng)度等對(duì)電極材料、電勢(shì)梯度和堆載對(duì)電滲的影響進(jìn)行了深入研究，主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)從微觀上講，電滲法能減少粘粒雙電層結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散層的厚度并通過(guò)離子的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)水分子排出，這也是電滲法的優(yōu)勢(shì)所在，而且電滲透系數(shù)主要維持在10-5cm2/(V·

3、s)的數(shù)量級(jí)，受粘粒大小影響較小;基于多點(diǎn)假設(shè)的一維電滲固結(jié)理論可定性地描述孔壓分布規(guī)律和土體的固結(jié)過(guò)程，但有必要通過(guò)具體試驗(yàn)研究電滲的排水和加固效果。
　　(2)鐵電極在海相淤泥電滲中的表現(xiàn)好于銅和鋁電極，具體表現(xiàn)在鐵電極的有效電勢(shì)和電流隨時(shí)間衰減得較慢、最終排水量較大，電滲加固土體的效果更好。主要原因是銅陽(yáng)極表面會(huì)生成不導(dǎo)電的氯化亞銅，極大地增加陽(yáng)極-土接觸電勢(shì)損失，減小有效電勢(shì)和電流，導(dǎo)致電滲過(guò)早地結(jié)束和額外的電極腐蝕;鋁陽(yáng)

4、極電離的正離子與土體反應(yīng)生成的膠凝物電導(dǎo)率低，消耗了大量的有效電勢(shì)，導(dǎo)致陽(yáng)極周圍土體強(qiáng)度較大而整體強(qiáng)度偏低，此外部分鋁電極會(huì)溶解于陽(yáng)極酸性和陰極堿性的環(huán)境中。
　　(3)電勢(shì)梯度對(duì)電滲影響明顯，較高的電勢(shì)梯度下，土體的電流和排水速率較大、衰減得較快，電滲最終排水量增多，加固后土體含水率更低、抗剪強(qiáng)度增高，但同時(shí)平均能耗系數(shù)和電極腐蝕量也會(huì)相應(yīng)增加。電極材料和電勢(shì)梯度對(duì)電滲透系數(shù)影響很小，長(zhǎng)期通電的情況下，電滲透系數(shù)有降低的趨勢(shì)。<