《淤泥吹填土EKG電滲固結特性及微觀機理研究》是依託浙大寧波理工學院，由謝新宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：淤泥吹填土EKG電滲固結特性及微觀機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝新宇
- 依託單位：浙大寧波理工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
淤泥吹填土固結特性研究對吹填造陸工程和吹填後場地岩土工程設計與施工具有重要的指導意義。本項目採用大型室內模型試驗，微觀觀測試驗和解析與數值方法，開展對電動土工合成材料加固淤泥吹填土電滲固結特性的研究，分析電滲固結與土工合成材料共同作用對吹填場地的長期處理效果。研究土性參數、電滲滲透係數、電阻率及岩土材料微觀結構在電滲固結過程的變化規律，確定電動土工合成材料對淤泥吹填土加固的控制因素。基於土體非線性特性，建立電滲固結在一維和二維條件下的基本方程，探求其解析或數值解答。針對不同的加筋方式、電滲參數和土體導電溶質含量等參數，提供各種實用的固結分析程式和計算曲線，並將理論計算與試驗結果相比較，尋求改良淤泥吹填土電滲效果的方法，以確定合理的淤泥吹填土加固措施，為吹填造陸建設地基處理方法的選擇、長期變形的預測和穩定控制等提供可靠的理論。
結題摘要
常規的排水固結法加固速率較為緩慢，電滲法具有工期短、設備安裝方便等優點，同時不易出現堆載造成的地基失穩，較適用於細顆粒軟土地基的處理。但在實際套用中也存在陽極腐蝕、後期能耗較高等影響電滲效果的因素。因此有必要從工程設計最佳化和微觀加固機制等角度，對軟土電滲固結性狀進行研究。項目研究內容分為以下四個方面： 複雜工況下淤泥吹填土的電滲加固試驗研究方面，通過設計等電極間距和等電勢梯度兩種典型工況，引入界面電阻和起始電勢梯度進行了電滲效率和能耗分析；引入Holm電接觸理論，從收縮電阻角度研究了電極面積比與通電電流的關係。研究結果表明：考慮起始電勢梯度的理論能耗與試驗能耗符合更好，通過試驗可獲得寧波軟土的起始電勢梯度和理論經濟電勢梯度。 淤泥吹填土的EKG電滲加固和離子運移研究方面，對比了EKG和鐵電極的電滲處理效果，研究電滲排水的電導率和土體電導率的變化，提出考慮吸附和解吸附作用下變形多孔介質中離子運移的一維數學模型。研究結果表明：EKG材料對土體的加固作用和離子運移效果顯著，考慮吸附和解吸附作用能夠更好描述變形多孔介質中的離子運移規律。 土體微觀孔隙結構在電滲過程中的發展規律研究方面，研究了不同電極材料電滲后土體的微觀特徵和孔隙發展規律。研究結果表明：電滲處理後陽極附近土體大小孔隙的體積占比均發生大幅變化；電滲處理後陽極附近土體微團聚體之間的連線形式由邊-面、邊-邊連線轉變為主要以面-面連線的形式，微觀結構由絮凝結構、片架結構轉變為疊片結構。 軟土電滲固結理論研究與基於孔隙水體積變化的電滲排水分析方面，對飽和軟土一維、二維電滲固結方程和高飽和度軟土一維電滲固結方程在不同邊界條件下進行了求解。研究結果表明：電滲法更適用於處理低水力滲透係數的粘土，當土中氣體以微氣泡的形式存在於孔隙水且隨孔隙水共同排出，高飽和度土的電滲固結過程與飽和土接近。
