軟粘土一維非線性電滲固結(jié)試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、軟粘土廣泛分布在我國沿海、湖泊和河流地區(qū)，近年來，由于土地資源緊缺以及發(fā)展需要，這些地區(qū)越來越多的得到開發(fā)，因軟粘土具有含水量高、壓縮性高和抗剪強(qiáng)度低等不良特性，必須對這種特殊地基進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的地基處理方法，例如:堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法以及堆載-真空聯(lián)合方法等，受制于土體的水力滲透系數(shù)，前期的處理效果較好，后期排水固結(jié)緩慢，甚至不能達(dá)到預(yù)期的效果。電滲法不受顆粒粒徑的影響，即與土體的水力滲透系數(shù)無關(guān)，既能排出土內(nèi)自由水，也能排出弱結(jié)合

2、水，在軟粘土地基處理中表現(xiàn)出良好的效果，近年來在許多實(shí)際工程中得到應(yīng)用。雖然國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對電滲法進(jìn)行了大量的理論和試驗(yàn)研究，也取得了較多成效，但是仍然存在亟待解決的問題，如電滲特性的非線性、電滲透系數(shù)變化等問題。
　　因此，本文在已有研究工作的基礎(chǔ)上，利用自行研制的室內(nèi)飽和軟粘土電滲模型試驗(yàn)裝置，進(jìn)行了多組不同條件下的電滲試驗(yàn)，研究了該粘土的電滲特性。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了一維非線性電滲固結(jié)理論。本文主要研究成果如下:
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3、、對某重塑軟粘土進(jìn)行了常規(guī)土工試驗(yàn)。其中變水頭滲透試驗(yàn)表明，水力滲透系數(shù)與孔隙比關(guān)系滿足Taylor提出的半對數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式;
　　2、對上述重塑軟粘土進(jìn)行的多組電滲透系數(shù)試驗(yàn)表明，電滲透系數(shù)在電滲過程中并非是恒定的，而是變化的，并且符合Mitchell and Soga提出的關(guān)于電滲透系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式;
　　3、在改進(jìn)的室內(nèi)電滲模型試驗(yàn)裝置上，進(jìn)行了三組通電電壓不同的電滲固結(jié)試驗(yàn)，模擬實(shí)際電滲過程，監(jiān)測土體內(nèi)電流、電勢分布、土體

4、沉降以及排水量隨時(shí)間的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，增加電勢梯度對提高排水固結(jié)效果有限，需平衡效果和成本之間關(guān)系，選取合適的電勢梯度;電滲處理過的土體其固結(jié)程度是不均勻的，可能會(huì)為后期施工帶來影響，需提前考慮處理措施;電滲過程中，土體電勢分布并非都是線性的，而是有偏離線性的趨勢;
　　4、在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮到土體水力滲透特性和電滲特性的非線性，推導(dǎo)出一維非線性電滲固結(jié)控制方程，引入有限差分法進(jìn)行求解，并用Fortran編制了程序。