软黏土室内电渗试验研究

【摘要】该室内试验主要用于研究软质黏土的排水基本规律。通过分析，给出了试验排水量、排水速率和归一化电流的变化规律，为电渗在工程实际应用上奠定基础。

【关键词】电渗；排水速率；归一化电流；有效能耗

ABSTRACT： The indoor test is mainly used to study the basic law in soft clay drainage.By means of analysis of displacement， drainage rate and the change law of normalized current foundation for electroosmosis on the practical engineering application.

KEYWORDS： electro-osmosis； drainning rate； normalized electric current

软黏土具有高含水量、高压缩性和抗剪强度低等特性，在工程建设前必须对其进行处理。传统的地基处理方法受制于土体的水力传导系数，在软黏土地基处理中排水固结缓慢，甚至不能达到预期的效果。电渗法排水与水力传导系数无关，是一种利用电能对地基进行加固的方法[1―6]，近年来在许多工程中得到了应用。虽然国内外研究者已经对电渗进行了较多理论和现场应用研究[7―8]， 近几年，电渗技术在软土地基处理方面得到了一定应用。但是仍然存在亟待解决的问题，本文对电渗排水规律做了详细研究。

1 室内试验方案

试验主体部分包括试验土样、土样塑料箱、电极和铜质测针。塑料箱尺寸25cm×16cm×14cm。试验土样为原状黏性土，其物理力学性质见表1。阳极采用为?8钢筋，阴极则采用?12薄壁钢管。沿阳极到阴极连线方向插入2根直径为2mm的铜质电势测针，以测量土体中电势的变化，插入土体深度为8cm。

从图2排水量可以看出在通电初始6h以内，试验A的排水量最多，试验C的排水量最少，排水量与电压和电势梯度成正比，在以后的通电时间里，试验B的排水量始终是三组试验里最低的，试验C的排水量在通电35h后超过其它两组试验，排水量最高。

2.3 电流变化规律

电流规律很难从电流曲线中直接归纳出来，因此将电流归一化来总结电流变化规律，如图4所示。

归一化电流为0的时间，即试验电流停止时间，分别为tI1=55.07h，tI2=79.16h，tI3=89.10h。

归一化电流为0时的时间均比拟合排水速率为0时所得到的时间大，说明试验土体结束排水，但此时试验电流并不为0。电流为0的时间要比排水速率为0所对应的时间要大。

3 试验总结

（1）在土体各项参数相同的情况下，试验排水量与试验电压和试验电势梯度成正比，试验对富含水的土体排水影响很大。

（2）试验排水速率随时间增长不断降低，电压和电势梯度越大，试验排水速率衰减速度越快；

（3）试验电流随时间增长不断减少，电压越高初始电流越高，试验归一化电流与电势梯度值成反比。

参考文献

[1]. 王宁伟，张雷，修彦吉等. 非饱和黏性土电渗排水试验[J]，工程力学，2013，30（增刊30）：191-194. Wang

[2]. 曾国熙， 高有潮. 软黏土的电化学加固（初步试验果）[J]. 浙江大学学报（工学版）， 1956， 8（2）： 12D35.

[3]. 李瑛， 龚晓南， 焦丹， 等. 软黏土二维电渗固结性状的试验研究[J]. 岩石力学与工程学报， 2009， 28（增刊2）： 4034D4039.

[4]. 刘凤松， 刘耘东. 真空-电渗降水-低能量强夯联合软弱地基加固技术在软土地基加固中的应用[J]. 中国港湾建设， 2008， 157（5）： 43D47.

作者简介：

白小航（1990―），女，汉族，辽宁省铁岭市人，沈阳建筑大学土木工程学院2013级岩土工程专业在读硕士研究生，研究方向为电渗排水固结研究。

王宁伟（1964―），男，汉族，辽宁省沈阳市人，职务：沈阳建筑大学土木工程学院教授，博士生导师。职称：教授，学历：博士研究生，研究方向为岩土工程和防灾减灾研究