堆載-電滲法加固淤泥質(zhì)土試驗(yàn)研究

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1、堆載-電滲法加固淤泥質(zhì)土試驗(yàn)研究摘要：為解決電滲法高成本、對(duì)地基處理不均勻、不徹底等現(xiàn)狀，基于GDS電滲固結(jié)儀模擬電滲法聯(lián)合堆載作用進(jìn)行了七組對(duì)比試驗(yàn)，通過保持電滲電壓不變前提下改變施加的堆載大小與保持所施加的堆載不變前提下改變電滲電壓大小兩種模式進(jìn)行軟黏土固結(jié)試驗(yàn)。通過觀測(cè)和記錄試驗(yàn)過程和結(jié)束后的電流、排水量、抗剪強(qiáng)度、含水率和沉降，對(duì)比分析不同條件下的土體電滲固結(jié)性狀，并得出以下結(jié)論：，（1）電滲聯(lián)合堆載作用能有效減少土體含水率、提高土體抗剪強(qiáng)度、使土體沉降固結(jié)；（2）高電壓下的電滲法對(duì)軟黏土地基處理效果明顯好于低電壓；（3）提高堆載強(qiáng)度能增強(qiáng)對(duì)軟黏土地基處理效果；

2、（4）額外施加堆載作用能增強(qiáng)電滲法對(duì)軟黏土的固結(jié)效果并彌補(bǔ)電滲法帶來的部分缺陷。關(guān)鍵詞：電滲法；堆載；固結(jié)；抗剪強(qiáng)度；沉降一引言作為曾經(jīng)領(lǐng)跑中國(guó)改革開放的溫州市，在地理?xiàng)l件上，長(zhǎng)年來受土地資源匱乏、向南、北、西延伸遭遇天然阻斷的困擾。受迫與有限的土地資源與越來越高的工業(yè)用地價(jià)格，使大量溫州企業(yè)無力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。同時(shí)，不少在外溫商有了好項(xiàng)目，卻因難以解決落地問題，也無法回鄉(xiāng)再創(chuàng)業(yè)，成為溫州企業(yè)難以承受之痛，嚴(yán)重制約溫州經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因而溫州市政府最新的發(fā)展戰(zhàn)略將目光瞄向了大海，進(jìn)行圍海造地，海涂圍墾的“甌飛”工程。這項(xiàng)體量龐大的工程，以“甌飛”為名，取“溫州騰飛”之意。甌飛

3、工程將圍墾位于甌江與飛云江之間的灘涂，項(xiàng)目右鄰東海、并連接經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的瑞安及龍灣地區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)家海洋局海域管理司也下發(fā)了《關(guān)于重新確定溫州市甌飛淤漲型高涂圍墾養(yǎng)殖用海規(guī)劃圍海規(guī)模的通知》。通知稱，溫州市甌飛淤漲型高涂圍墾養(yǎng)殖用海規(guī)劃用?？偯娣e應(yīng)控制在8866.7公頃（合13.3萬畝）以內(nèi)。所謂淤漲型，意味著即使不進(jìn)行任何圍墾操作，灘涂也會(huì)按照一定的速度，自然演化成陸地。而圍墾工程，只是人為加速了這一形成過程。甌飛工程作為迄今為止我國(guó)規(guī)模最大的一項(xiàng)圍墾工程，其核心工作就是將圍墾的吹填淤泥土排水加固使其達(dá)到工業(yè)用地地基承載要求。軟黏土因其獨(dú)特的高含水率、高壓縮性、低強(qiáng)

4、度等性質(zhì)，給工程施工帶來了極大的不便與危害，因此在施工前要對(duì)這種土質(zhì)的地基進(jìn)行處理?；A(chǔ)建設(shè)中的地基土常用的處理方法有堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法等，但是對(duì)于具有含水量高、孔隙比大、滲透性小、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低等工程性質(zhì)很差的軟黏土，該方法的應(yīng)用往往受到限制。電滲法是在土體兩端通以直流電，使土體在短時(shí)間內(nèi)完成滲透排水，并逐漸固結(jié)的一種地基處理方法。自1939年L.Casagrand[1]首次將電滲排水法成功運(yùn)用于鐵路挖方工程后，電滲法逐漸應(yīng)用于實(shí)際工程，對(duì)電滲法的相關(guān)理論研究和實(shí)驗(yàn)也不斷地發(fā)展與豐富起來。1944年,Casagrande首先將電滲用于排水和邊坡穩(wěn)定,并在19

5、52年又將其用于土的加固；1967年Gray和Mitchell[2]闡述了電滲效率的原理；1968年Esrig[3]提出了電滲固結(jié)的理論；1981年Veder[4]研究了土層中自然電位對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。M.I.Esrig[5-6]等分別提出了一維電滲固結(jié)理論及二維電滲固結(jié)理論，并給出了控制方程；T.Y.Wan和J.K.Mitchell[7]對(duì)電滲和荷載共同作用下土體電滲固結(jié)特性進(jìn)行了研究，并提出了電滲加固中的“電極轉(zhuǎn)換”技術(shù)；S.Micic[8]等研究了間歇通電技術(shù)在電滲中的應(yīng)用效果，指出間歇通電可以減少電滲過程中的電極腐蝕和電能消耗；J.Q.Shang[9]提出了電

6、滲與堆載預(yù)壓聯(lián)合加固法的理論模型；近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)電滲固結(jié)理論進(jìn)行了深入研究。房營(yíng)光[10-11]等研究了電滲和真空預(yù)壓的聯(lián)合作用。莊艷峰，王釗研[12-13]究了電滲過程中的電學(xué)問題，考慮了電極界面電阻的變化情況，從能量與電荷守恒角度分別推導(dǎo)了電滲的能級(jí)梯度理論和電荷累積理論，使其能夠較好地解釋電滲過程中電勢(shì)的分布、電流以及土體電導(dǎo)率的變化規(guī)律，然而其適用性還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。蘇金強(qiáng)[14]等完善了Esrig電滲固結(jié)理論，使之適用于二維情況，能夠用于電極排形布置的情況，但對(duì)復(fù)雜電極布置的情況卻不適用。劉飛禹，王軍[15]等研究了外荷載聯(lián)合電滲是荷載與電壓變化的影響

7、。李瑛[16]等通過電場(chǎng)等效的方法建立了等應(yīng)變條件下考慮堆載-電滲聯(lián)合作用的軸對(duì)稱電滲固結(jié)理論，該理論雖然已經(jīng)具備了較強(qiáng)的工程實(shí)際意義，但還是局限在飽和土的理論框架內(nèi)。在國(guó)內(nèi)，研究只在電滲法單獨(dú)作用下對(duì)軟黏土排水固結(jié)的實(shí)驗(yàn)已有不少，但使用兩種或兩種以上處理方法同時(shí)作用的研究還很少。而電滲法相比其他處理方法效率效果雖好但成本過高。同時(shí)，經(jīng)電滲法排水固結(jié)過后的軟黏土土性其實(shí)并不令人滿意，距離理想地基土還有較大差距。如：焦丹、龔曉南、李瑛[17]在《電滲法加固軟土地基試驗(yàn)研究》中選用含水率為55.53%的軟黏土作為試驗(yàn)土體在電滲法試驗(yàn)結(jié)束后土體