陽極跟進作用下軟黏土電滲固結室內試驗研究

摘要：在等電勢梯度的前提下，針對電滲法加固軟黏土地基提出了陽極跟進技術，設計了8組電滲對比試驗，對不同陽極跟進方案作用下電滲試驗的電流、抗剪強度、排水量、含水率、pH值和土體電導率等指標進行了監測，分析了不同方案下的電滲加固效果。試驗結果表明：采用陽極跟進技術時，第1次陽極跟進作用效果最為顯著；在電流密度處于高位時進行陽極跟進會在一定程度上降低電滲效率，在電流密度處于低位時進行陽極跟進能夠促進電滲作用；針對陰極區土體開展陽極跟進無法獲得顯著的加固效果。研究結果表明，陽極跟進技術能夠降低電路中的陽極區電阻，有效提高電滲加固效果。

關鍵詞：電滲法；陽極跟進；土體電阻；剪切強度

中圖分類號：TU443

文獻標志碼：A

文章編號：16744764（2014）01005207

電滲法具有加固速度快，對細顆粒、低滲透性土有良好的加固效果等優點[1]，且具有排出土體中弱結合水的功效。Esrig[2]于1968年最早進行了電滲固結理論研究，提出了電滲的一維固結經典理論。之后，Shang[3]推導了電極平面內的二維固結理論。Su等[4]在Esrig一維固結理論的基礎上采用分塊處理的方法進行了二維固結理論的解析，提出了電滲的二維固結理論。Zhuang等[5]對電滲過程中的界面電阻問題進行了分析。李瑛等[68]開展了含鹽量對軟黏土電滲排水、電壓對一維電滲排水影響的試驗研究，并建立了堆載與電滲法聯合作用下的耦合固結理論。Glendining等[911]對EKG開展了研究，并對其使用范圍進行了推廣。Chew等[12]使用銅絲與塑料排水板制作EVD，盡管現場未達到預期效果，但EVD的設計理念對電滲排水具有積極影響。Micic等[13]，龔曉南等[14]利用室內試驗的方法，分別證明了間歇通電技術對電滲加固過程的促進作用，但間歇通電技術也造成了加固周期過長等實際問題。Gray等[15]、Lo等[16]對電極轉換技術進行了研究，表明了電極轉換技術的有益性，但也暴露了電極轉換過程不易有效控制的難題。李瑛等[17]開展了等電勢梯度下電極間距對電滲影響的試驗研究，表明采用較小的電極間距能夠促進電滲加固效果。

劉飛禹，等：陽極跟進作用下軟黏土電滲固結室內試驗研究

但是，電滲法的應用也受到電滲過程中界面電阻增大、陰陽極區域土體含水率下降不均勻、土體電滲透系數降低等問題的困擾。針對上述問題，若是在試驗進行過程中，當陽極區土體因固結排水產生土體收縮，進而脫離陽極導致陽極區界面電阻急劇增大時，能夠將陽極拔出（或使用新陽極）向陰極跟進，插設于靠近陰極且土體含水率較高的區域，將能夠使陽極與周圍土體重新接觸，使急劇增大的界面電阻有效減小，并能夠使原先遠離陽極區而未能得到有效加固的土體得以進一步加固。筆者將上述方法命名為陽極跟進技術，并設計了8組室內試驗，以期通過試驗得到關于陽極跟進技術的有益結論。

1試驗介紹

1.1土樣制備

試驗土樣取自溫州龍灣吹填現場。試驗前，將土樣烘干、磨成干粉并加水攪拌，制成目標含水率65%的重塑土樣，密閉靜置24 h以保證土樣均勻。土樣制備過程中，對試驗土體基本物理參數進行測試，相關參數如表1所示。