珠海软土地基电动化学加固试验研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yhl0921
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珠海地区软土分布广泛,其具有含水率高、压缩性强、灵敏度高、有机质含量高等特点。电动化学加固法是一种新型软基加固工法,它是将金属电极插入待处理的土层中后,输入直流电,同时在土中注入化学浆液,可快速提升土体强度的一种工法。相较于传统的软基处理方法,其具有加固快、使用范围广、安全性高等特点。本文在总结归纳了国内外电动化学软基加固研究的基础上,进行了大量的室内试验及现场试验,分析了影响电动化学加固软土的主要因素,并提出加入辅助电极以提高软基电动化学加固效果的工法。本文主要研究工作和取得的成果如下:(1)对珠海软土的矿物组成进行研究,并分析了土壤中的有机质对软土性质的影响,归纳总结了珠海地区软土的物理力学参数。(2)在室内试验的基础上,研究了软基电动化学加固中,电势梯度、能耗、排水速率、pH值及土的力学指标变化规律及相互作用,并分析了影响电动化学加固软土的主要因素。(3)试验证明,含水率不是造成土体承载力提高的唯一因素,在电动化学加固软土过程中,土体承载力的提高主要依靠土颗粒之间的胶结作用。(4)首次提出了主动排水方式和被动排水方式对软基电动化学加固效果的影响,对于深层软基处理加固,主动排水方式的效果更加显著。(5)在电动化学加固软土中,电解反应使金属电极在土-水-电解质系统中发生腐蚀,进一步研究发现,随着电极入土深度的增加,电极端部产生“尖端效应”,加剧了金属电极端部腐蚀,导致电极端部表面积减小;电解反应同时还会引起两极间土体pH值的剧烈变化,这些因素都对加固效果有影响。(6)本文提出辅助电极工法,以缓解金属电极腐蚀、调整土体pH值,进一步改善软土电动化学加固效果,并对辅助电极的数量和布置方式进行研究及对比,确定最佳方案。(8)在室内研究成果的基础上,进行了带有辅助电极的现场试验并给出了理论加固深度、加固面积与实际加固深度、加固面积的关系式。通过对比分析土体加固前后的物理力学指标,电动化学加固法不仅可提高土体强度,并对软土具有改性作用。
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