【摘 要】
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软土在我国分布广泛,随着城市建设的发展,软基处理成为工程建设中的关键,电动化学加固方法通过排水固结和离子迁移形成化学胶结作用来提高软基强度,相较于其它传统的软基处理方法,具有处理工期短、强度提高显著、均匀性好等优点。但目前针对电动化学加固机理的研究尚不完善,工程应用也鲜见报道。本文通过室内试验、现场试验、微观机理分析和工程实践,确定了该方法在工程应用中的可行性和适用性。本文主要研究工作与取得的成果
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软土在我国分布广泛,随着城市建设的发展,软基处理成为工程建设中的关键,电动化学加固方法通过排水固结和离子迁移形成化学胶结作用来提高软基强度,相较于其它传统的软基处理方法,具有处理工期短、强度提高显著、均匀性好等优点。但目前针对电动化学加固机理的研究尚不完善,工程应用也鲜见报道。本文通过室内试验、现场试验、微观机理分析和工程实践,确定了该方法在工程应用中的可行性和适用性。本文主要研究工作与取得的成果如下:1、根据黏土矿物晶体的形成过程以及化学特征,阐述了黏土颗粒的土-水相互作用机理和扩散双电层理论以及电场作用下土体中离子的迁移机制。2、黏土颗粒带有负电荷,能够吸附土中的极性分子水和水化阳离子,形成双电层结构。在电场作用下,土中自由水、部分结合水和水化阳离子发生定向移动,减薄了双电层厚度。3、在电场作用下,阴、阳两极之间p H发生显著变化,靠近阴极附近成强碱性,金属阳离子在阴极附近发生沉淀,阻塞了排水通道,通过注入化学浆液一方面促进排水,另一方面可以形成大量的胶凝物质,改变土体的微观结构。4、通过对试验数据进行拟合,给出了电动化学加固中电力渗透系数随时间变化的规律。5、研究了阳极和阴极附近土体强度提高的机制,其中阳极附近由于排水固结,土体强度得到提高,阴极由于生成大量的胶凝物质使土体强度随龄期得到大幅度提高。6、基于珠海软土的电动化学加固试验土样,采用多晶X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线荧光光谱仪(XRF)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等微观测试方法对加固前、后土体进行土粒结构、矿物成分、化学成分分析,证明了电动化学加固使软土微观结构和矿物成分发生显著变化,是其物理化学性质改变的根本原因。7、珠海地区的的工程实践表明,电动化学加固后土体的含水率降低了18.4~29%,十字板剪切强度提高了1.6~2.3倍,黏聚力提高了1.4~2.2倍。
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