电渗固结法汇总.
电渗加固技术概述.
六.几种改善电渗效果的方法
1.改进电极材料 运用电动土工合成材料 2.注入化学溶液 众多学者发现注入化学溶液可增强土体电极的 接触，减少损耗在接触面上的电势。 3.联合传统工法 4.优化通电方式 逐级加压，电极反转，间歇通电
Hale Waihona Puke 五.存在的问题有以下几方面制约着电渗加固技术推广应用， 更是其进一步发展亟须解决的关键问题。 1.电势的传递效率降低 该工程中，第八天在额定电压40V的情况下， 阳极产生了10V的电势降，表明了仅有75%的 额定电压有效，到了第八十天，只50%的额定 电压有效。
2.加固土体的不均匀性 工程结束后检测发现阳极区域的土体抗剪强度 上升至108kPa，电极中间的土体抗剪强度为 39kPa，阴极处土体抗剪强度无上升。总体平 均抗剪强度为37kPa，达到了20kPa的要求。 3.可能引起地下水污染 4.电渗的费用较高
二.加固机理
土体通电过程中，会发生电动现象。 电动现象分为四种。 1.电渗 2.电泳 3.流动电势 4.沉降电势
水分子的极性使其易和水中溶解的阳离结合形成水化阳离 子，在外界电场作用下产生定向排列，同时黏土颗粒表带 一定的负电荷，在表面电荷电场的作用下，靠经土颗粒表 面的极性水分子和水化阳离子因受到较强的电场引力而被 土颗粒牢牢吸附，形成固定层，即强结合水层，强结合水 因较强的吸附作用不易排出；在紧贴固定层外面，极性水 分子和水化阳离子受到的静电引力较小，形成扩散层，也 叫弱结合水层，这层中水分子及水化阳离子仍受到静电引 力的影响，电渗法因在土体中施加电压而将原有的静电平 衡打破，可以达到排出弱结合水的效果。
适用范围和特点
1.适用范围 各国学者基于室内试验、现场试验、工程应用以及计算理 论等方面对电渗法展开了诸多研究，报道了其在各种土壤 类型中的应用，包括有机质土、泥炭土、含油淤泥、工业 尾矿、疏浚淤泥、吹填淤泥、废弃泥浆，海洋底泥、污染 土、城市污泥等。 对于某特定场地地基，可以参考下表初步判定场地土壤是 否适用于电渗法加固，在通过室内土工试验确定相关参数 ，如含水量、水力渗透系数、压缩系数以及含盐量、电导 率等，并与表中比较，然后确定是否适用。
电渗法加固软土地基试验研究
第30卷 增1岩石力学与工程学报 V ol.30 Supp.12011年5月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May ，2011收稿日期：2010–01–15；修回日期：2010–06–28 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50879076)作者简介：焦 丹(1984–)，女，2010年于浙江大学岩土工程专业获硕士学位，主要从事土力学及地基处理方面的教学与研究工作。
E-mail ：jiaodan@电渗法加固软土地基试验研究焦 丹1，2，龚晓南1，李 瑛1(1. 浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江 杭州 310058；2. 西安建筑科技大学 理学院，陕西 西安 710055)摘要：在自制的电渗固结装置上，进行轴对称工况软黏土不同初始条件及通电条件下的电渗试验。
通过监测电渗过程中的电流、电势、排水量、抗剪强度、含水率和沉降，对比分析不同条件下的土体电渗固结性状，并得出以下结论：(1) 电渗法对软黏土地基处理效果良好，可达到减少土体含水率、提高土体抗剪强度、减小土体工后沉降等目的；(2) 高电压及高含水率土体的电渗效果好于低电压及低含水率的土体；(3) 含水率及电压相同条件下，间歇通电时的土体电能利用率较高，且电渗后土体的整体差异性较小；(4) 电渗也会造成一定的电极腐蚀，低电压及间歇通电条件下，电极的腐蚀相对较小。
关键词：土力学；电渗；有效电势；沉降；抗剪强度；含水率；电极腐蚀中图分类号：TU 447 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)增1–3208–09EXPERIMENTAL STUDY OF CONSOLIDATION OF SOFT CLAY USINGELECTRO-OSMOSIS METHODJIAO Dan 1，2，GONG Xiaonan 1，LI Ying 1(1. MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering ，Zhejiang University ，Hangzhou ，Zhejiang310058，China ；2. College of Science ，Xi ′an University of Architecture and Technology ，Xi ′an ，Shaanxi 710055，China )Abstract ：A laboratory tests programme of soft clay with axisymmetric operative condition under different initial conditions and power conditions was conducted on the self-made electro-osmosis consolidation apparatus. Electric current ，electric potential ，drainage ，shear strength ，moisture content and settlement were monitored in the electro-osmotic process. After analyzing and comparing the consolidation characteristics of soft clay ，conclusions can be obtained as follows ：(1) Electro-osmosis method can effectively improve the soft clay foundation through reducing moisture content ，improving shear strength and reducing post-construction settlement and so on. (2) The electro-osmosis effect of soil with higher voltage and higher moisture content is better than that of soil with lower voltage and lower moisture content. (3) Comparing with continual current ，intermittent current can increase electro-osmotic effect and has higher electric energy efficiency when moisture content and voltage are similar. Moreover ，it can lead to more uniform treating effect after electro-osmosis. (4) Electro-osmosis also brings negative impacts including electrode corrosion which is less under lower voltage or intermittent current.Key words ：soil mechanics ；electro-osmosis ；effective electric potential ；settlement ；shear strength ；moisture content ；electrode corrosion1 引 言软黏土广泛分布于我国的东南沿海和珠江三角洲地区，因其独特的高含水率、高压缩性、低强度等性质，给工程施工带来了不便，因此在施工前要对这种土质的地基进行处理。
电渗法的介绍
02
电渗法的特点
PART TWO
02 电渗法的特点
电渗法是一种利用电能对地基进行加固的地基处理方法，电渗法的历史可以追溯至 1809俄国学者Reuss的研究工作，后来各国学者在其加固机理与应用方面开展了大量的 研究工作电渗法加固机理法具有加固速度快，对细颗粒、低渗透性土有良好的加固效果 等优点。由于电渗法需要消耗大量的电能，因此，在很长一段时间内，对电渗法的研究 是以室内实验研究为主，而现场应用却不多随着我国港口建设的飞速发展，利用港池和 航道疏浚土吹填造陆工程如雨后春笋般地不断涌现。疏浚土往往具有细颗粒、高塑性、 低渗透等特性，采用常规排水固结法加固这种地基时，初效果比较显著，但后期加固效 果明显下降，表现为后期沉降缓慢，加固后的强度值较小，加固效果并非十分理想。电 渗加固效果对土颗粒大小并不敏感，而且随着经济的发展和技术水平的提高，电渗法很 可能成为此类土的一种高效且造价可以承受的地基加固方法，因此，电渗法再次引起了 学术界和工程界的关注。
电渗法的加固机理
1）粘土颗粒表面电荷通常为负电荷，通 入直流电后，带有负电荷的土颗粒向阳极 移动，带有正电荷的水向阴极移动集中， 从而可通过井点管将其排除，以达到加固 地基的作用。
01 简介
2)电动效应。 电动效应主要包括电渗和电泳。电渗是指吸 附着极性水分子的正离子，在电场作用下移向阴 极汇集，而阳极则逐渐被疏干。如果及时将汇集 于阴极的水排出，则可以使土体排水，其力学性 能得到改善。带有负电荷的土粒，在电场作用下 移向阳极，这样对阳极土体具有加密作用。
地基处理-电渗法的应 用及其发展
电渗法
01.电渗法的简介 02.电渗法的特点 03.电渗法的应用
01
电渗法的介绍
PROJECT INTRODUCTION
超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术国内外研究现状
超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术国内外研究现状随着我国城市化进程的加速，疏浚淤泥的处理问题日益突出。
超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术是一种新型的处理方法，能够有效降低疏浚淤泥的含水率，提高其固化性能。
本文将介绍该技术的国内外研究现状。
下面是本店铺为大家精心编写的5篇《超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术国内外研究现状》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
《超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术国内外研究现状》篇1一、引言疏浚淤泥是指在河湖等水域的治理过程中，通过机械或人工方式挖取的沉积物。
由于疏浚淤泥具有高含水率、低渗透性等特点，其处理一直是水环境治理中的难点问题。
电渗固化技术是一种利用电场作用改善土壤结构的方法，近年来被广泛应用于土壤改良、固废处理等领域。
本文将介绍超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术的国内外研究现状。
二、国内研究现状目前，国内对于超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 电渗固化技术的原理和机理研究电渗固化技术是一种利用电场作用改变土壤结构的方法，其主要机理是通过电场作用，使土壤中的颗粒重新排列，形成致密的结构，从而提高土壤的固结性能。
目前，国内学者对于电渗固化技术的原理和机理进行了广泛的研究，包括电场作用下土壤颗粒的运动规律、电渗固化技术对土壤结构的影响等方面的研究。
2. 疏浚淤泥的电渗固化处理技术研究疏浚淤泥具有高含水率、低渗透性等特点，采用传统的固化技术很难达到理想的效果。
电渗固化技术能够有效降低疏浚淤泥的含水率，提高其固化性能。
因此，国内学者对于疏浚淤泥的电渗固化处理技术进行了广泛的研究，包括电渗固化技术的参数优化、处理效果评价等方面的研究。
3. 电渗固化技术在实际工程中的应用研究电渗固化技术在实际工程中的应用是其研究的重点。
国内学者对于电渗固化技术在河湖治理、港口航道疏浚等领域的应用进行了广泛的研究，包括处理效果评价、工程应用方案设计等方面的研究。
三、国外研究现状国外对于超高含水率疏浚淤泥电渗固化技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 电渗固化技术的原理和机理研究国外学者对于电渗固化技术的原理和机理进行了广泛的研究，包括电场作用下土壤颗粒的运动规律、电渗固化技术对土壤结构的影响等方面的研究。
双控动力固结法—电渗及动力固结联合加固法
双控动力固结法—电渗及动力固结联合加固法一、双控动力固结法施工介绍“双控动力固结法”是指结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工工艺。
特别是针对我国沿海地区普遍存在的淤泥质粘土，通过“双控动力固结法”能达到使流塑状淤泥快速改变为软塑状甚至固体状，提高地基的承载力。
目前大面积软弱地基处理采用：换垫法、强夯法、高真空击密法以及通过置换的方法，如振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法等，其造成价高，工期长，且无法改变流塑淤泥质土的特性。
“真空预压法”通过真空预压能改变流塑淤泥质土的特性。
但由于工期长（一般为90天左右，且造价高）不能适应我国沿海地区的经济快速发展需要。
“双控动力固结法”是基于电渗降水对流塑状淤泥质土的处理及通过控制所施加的动力对地基进行加固的方法，快速有效地改变需处理土体的特性，达到设计要求的承载力。
使之如真空预压那样，起到真正意义上的对流塑状淤泥质土进行加固的目的。
同时双控动力固结法又不同于真空预压，因为“双控动力固结法”处理时间短，单位面积施工工期一般为30～40天左右时间。
二、双控动力固结法适用范围在饱和粘土中，特别是淤泥和淤泥质粘土中，由于土的透水性差，持水性较强，用一般的方法处理效果较差，通过电渗降水方法，对透水性差的土体起疏干作用，使地下水排出，经电渗降水后的淤泥质粘土从流塑状转变为软塑或固态状，从而使土体表层2m以下固结。
电渗井点降水利用流塑状淤泥在外力作用下可塑成任何形态这一特点，通过施加电渗（外力）来激活水分子，通过抽水，使之成为半固体状态或固态。
由于淤泥质粘土在外力除去后，能继续保持这一特点。
同时、在塑态变成半固态时，土的形状不变，由于电渗降水的作用，土的体积因水分减小而发生收缩，特别是当土体水进一步减少后，淤泥质土由流塑—软塑—转变成固态，从而达到固结的效果。
经电渗降水后，在淤泥土体转变为固结状态并达到施加动力所需的最佳含水量时，对需处理范围的土体采取施加动力（如强夯、冲击或振动碾压等方法）达到固结密实。
电渗加固技术
3.通电方式
电渗中所采用的电势梯度对电渗过程有重要影响。研 究表明，电势梯度越大，土-电极界面上的电压降低将 会提高，单位体积排水能耗增大，电渗效率随之降低 。较低的电势虽能提高电渗效率，但其对应的电渗加 固效果差强人意。可见，电势过高过低均不利于电渗 的开展。总结已有文献中的相关数据，得到电势梯度 范围为0.3~2V/cm。
三.电渗法用于挪威超灵敏黏土基坑开挖 的加固
1.背景 场地在挪威首都奥斯陆湾以南30km，土体为超灵敏 土，灵敏度为100。尽管该场地位于缓坡上（坡度比 为1:8），但由于超灵敏的土的存在，稳定性分析得 到边坡安全系数仅0.77。考虑到基坑底部抗隆起的安 全系数为1.3，经计算发现该场地仅能开挖至2.3m， 不能满足建一个污水处理厂所需的4.5m开挖深度。另 外，由于该处于铁路沿线附近，移除基坑开挖区周围 表层土的手段也不可行。
二.加固机理
土体通电过程中，会发生电动现象。 电动现象分为四种。 1.电渗 2.电泳 3.流动电势 4.沉降电势
水分子的极性使其易和水中溶解的阳离结合形成水化阳离 子，在外界电场作用下产生定向排列，同时黏土颗粒表带 一定的负电荷，在表面电荷电场的作用下，靠经土颗粒表 面的极性水分子和水化阳离子因受到较强的电场引力而被 土颗粒牢牢吸附，形成固定层，即强结合水层，强结合水 因较强的吸附作用不易排出；在紧贴固定层外面，极性水 分子和水化阳离子受到的静电引力较小，形成扩散层，也 叫弱结合水层，这层中水分子及水化阳离子仍受到静电引 力的影响，电渗法因在土体中施加电压而将原有的静电平 衡打破，可以达到排出弱结合水的效果。
六.几种改善电渗效果的方法
1.改进电极材料 运用电动土工合成材料 2.注入化学溶液 众多学者发现注入化学溶液可增强土体电极的 接触，减少损耗在接触面上的电势。 3.联合传统工法 4.优化通电方式 逐级加压，电极反转，间歇通电
电渗法中排水固结理论与实践的若干问题
腐蚀 的材料对电渗加 固具有重要意义 。电极转换和间歇通 电有利于减少电能在电极 与土体接触面的消耗 ，提高电能
利用率。 关键词 ：电渗法 ；排水固结 ；地基处理 ；技术难点
中 图分 类 号 ： Ｕ ７ Ｔ ４２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ６ ８２ １ ）３ ０ ２ — ３ ０ ３ ３８ （０ ００ — ０ ２ ０
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地基排水固结之电渗加固技术讲解(清楚明了)
适用范围和特点
1.适用范围 各国学者基于室内试验、现场试验、工程应用以及计算理 论等方面对电渗法展开了诸多研究，报道了其在各种土壤 类型中的应用，包括有机质土、泥炭土、含油淤泥、工业 尾矿、疏浚淤泥、吹填淤泥、废弃泥浆，海洋底泥、污染 土、城市污泥等。 对于某特定场地地基，可以参考下表初步判定场地土壤是 否适用于电渗法加固，在通过室内土工试验确定相关参数 ，如含水量、水力渗透系数、压缩系数以及含盐量、电导 率等，并与表中比较，然后确定是否适用。
六.几种改善电渗效果的方法
1.改进电极材料 运用电动土工合成材料 2.注入化学溶液 众多学者发现注入化学溶液可增强土体电极的 接触，减少损耗在接触面上的电势。 3.联合传统工法 4.优化通电方式 逐级加压，电极反转，间歇通电
三.电渗法用于挪威超灵敏黏土基坑开挖 的加固
1.背景 场地在挪威首都奥斯陆湾以南30km，土体为超灵敏 土，灵敏度为100。尽管该场地位于缓坡上（坡度比 为1:8），但由于超灵敏的土的存在，稳定性分析得 到边坡安全系数仅0.77。考虑到基坑底部抗隆起的安 全系数为1.3，经计算发现该场地仅能开挖至2.3m， 不能满足建一个污水处理厂所需的4.5m开挖深度。另 外，由于该处于铁路沿线附近，移除基坑开挖区采用的电势梯度对电渗过程有重要影响。研 究表明，电势梯度越大，土-电极界面上的电压降低将 会提高，单位体积排水能耗增大，电渗效率随之降低 。较低的电势虽能提高电渗效率，但其对应的电渗加 固效果差强人意。可见，电势过高过低均不利于电渗 的开展。总结已有文献中的相关数据，得到电势梯度 范围为0.3~2V/cm。
四.设计参数
1.电极材料
传统的电极材料有铁、铜、石墨和铝等，各种 电极材料在电渗过程中表现受电势梯度影响较 大，这主要表现在统一电势梯度下各种电极材 料有效用于电渗的电势量差异显著。该项工程 就应用了铁电极。
电渗联合堆载预压及化学法加速淤筑土固结的试验研究
交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第799期第5期2023年3月电渗联合堆载预压及化学法加速淤筑土固结的试验研究桂书润1王龙嘉2班子越3赵飞燕1徐欣1（1.华北水利水电大学，河南郑州450046；2.河南新田置业有限公司，河南郑州450002；3.同济大学，上海200092）摘要：【目的】电渗法是通过在土体中施加低压直流电来加速排水固结的处理方法。
在电场中，液体在外加电场的影响下通过膜的运动称为电渗。
【方法】鉴于电渗法的特点，它通常联合堆载预压法、真空预压法和化学法共同使用来治理软黏土，本研究对黄河范县段的淤筑土采用单独电渗法、电渗联合堆载预压法、电渗联合化学法的比较试验，通过累积排水量、含水率、抗剪强度、能耗等结果来对比三种方法的效果。
【结果】与未施加电渗法的三组对照试验相比，电渗试验无论是排水速率还是累计排水量相比于传统单一的方法都有了明显的提升，电渗联合堆载预压法处理后土样的强度最高。
【结论】在各种方法当中电渗联合堆载预压法的提升效果最为明显。
关键词：电渗法；固结速率；堆载预压法；排水量中图分类号：TU44文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2023）05-0086-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.05.017Experimental Study on Accelerated Consolidation of Silty Clay by Combined Electro-Osmotic both Pre-Loading and Chemical Methodof Mound LoadGUI Shurun 1WANG Longjia 2BAN Ziyue 3ZHAO Feiyan 1XU Xin 1(1.North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou 450046,China;2.Henan Xintian Real Estate Co.,Ltd.,Zhengzhou 450002,China;3.Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract:[Purposes ]Electroosmosis is a treatment method to accelerate drainage consolidation by apply⁃ing low-voltage direct current in the soil.In the electric field,the movement of liquid through the mem⁃brane under the influence of the applied electric field is called electroosmosis.[Methods ]In view of the characteristics of electro-osmosis,it is usually used in combination with stack pre-pressure method,vacuum pre-pressure method and chemical method to treat soft clay soil.In this study,comparative tests of electro-osmosis alone,electro-osmosis combined with stack pre-pressure method and electro-osmosis combined with chemical method were conducted on the siltation soil of Fanxian section of Yel⁃low River to compare the effects of the three methods by the results of cumulative drainage,water con⁃tent,shear strength and energy consumption.[Findings ]Compared with the three control tests without the electro-osmosis method,the drainage rate and cumulative displacement of the electro-osmotic test are significantly improved compared with the traditional single method,and the strength of the soil samples treated by the combined electro-osmotic preloading method is the highest.[Conclusions ]Among all kinds of methods,electro-osmotic combined preloading method has the most obvious lifting effect.Keywords:electro-osmosis;consolidation rate;stack preloading;drainage收稿日期：2022-09-03作者简介：桂书润（1998—），男，硕士生，研究方向：岩土力学。
电渗固结法在软土地基中的应用
土木工程中的人，在 1939 年德国的萨尔茨吉特（Salzgitter） 的一段铁路的地基处理，他发现电渗法对于致密土体的抗剪 强度指标影响较大，从而将电渗技术成功应用到了该段铁路 的地基加固处理当中 [1]。从那一次成功的应用之后，该项技 术逐渐被人们所知悉，广泛应用到了斜坡、堤岸、水坝的固 结加固当中。后来人们还发现，电渗法不仅可以用于固结排 水，还可以通过电渗技术，在电场的作用下，将高价离子， 如铝离子、铁离子等，引入到土体当中，从而达到加固、强 化土体的作用 [2]。
电渗法是通过直流电在土体两端形成电场，使土体中的 水分子在电场的作用下排出，从而逐渐完成土体固结排水的 一种地基处理方法。
土力学首次将电渗现象的概念引入是在 1939 年 [1]，并 首次将电渗技术成功应用于铁路挖方工程中。随着电渗技术 的不断发展，其理论公式的不断完善，电渗法逐渐成为了软 土地基处理中的一种新技术。
HUANG Yao-yi
（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００３０，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｓｍｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｓｍｏｓｉｓ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ， ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｓｍｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｓｔｕｄｉｅｓ． Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｓｍｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， ａｓ ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｎｅｗ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｓｏｉｌｓ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｌｏｗ ｌｏａｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ， ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｌｔ ａｎｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｓｏｉｌ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｏｉｌｓ ｗｉｔｈ ｐｏｏｒ ｓｔａｔｅ ｏｒ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ， ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｒａｉｎａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ． Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｉｍｍａｔｕｒｅ ｐｌａｃｅｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ｉｔｓ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｎｏ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｗｉｌｌ ｍａｋｅ ｉｔ ｈａｖｅ ｈｕｇｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｐａｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｎｅｗ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Keywords: ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｉｓ； ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ； ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｓｍｏｓｉｓ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ．
电渗复合真空预压法加固软土地基施工工法(2)
电渗复合真空预压法加固软土地基施工工法电渗复合真空预压法加固软土地基施工工法一、前言软土地基在工程建设中占据很大比例，由于其水分含量高、组织松散，导致其力学性能差、不稳定性强。
为了提高软土地基的承载能力和稳定性，电渗复合真空预压法加固软土地基成为一种有效的施工工法。
本文将对该工法进行详细介绍和解析。
二、工法特点电渗复合真空预压法是一种结合了电渗理论、真空预压理论和地基技术的地基处理方法。
具有施工方便灵活、效果显著、成本较低等特点。
通过施工过程中的电渗效应，可以降低软土地基的含水量，提高软土的密实度和抗剪强度；而施工过程中的真空预压作用，则可以通过降低软土地基的孔隙水压力，使软土中的水分排出，提高地基的稳定性和承载能力。
三、适应范围电渗复合真空预压法适用于一般软土地基、高水位软土地基和液化土地基加固。
它可以用于各种规模的建筑物、堤坝、道路、码头等工程的地基加固和处理。
四、工艺原理电渗复合真空预压法的核心是电渗效应和真空预压效应。
电渗效应是指当直流电流通过软土地基时，会产生静电场和电渗场，使地基中的水分迁移，从而降低地基的含水量；真空预压效应是指通过抽取软土地基中的空气，形成一定的负压，排出地基中的水分，从而提高地基的稳定性和承载能力。
在实际施工中，首先要将地下水位降低至施工标准要求的范围内，然后使用导电电极通过地基中通入直流电流，实现电渗效应，降低土体含水量。
接着施工人员将真空设备连接到地基的抽水井孔中，形成负压环境，通过抽出地基中的空气，减小孔隙水压力，达到真空预压效果。
此时，软土地基的承载能力和稳定性就会得到提高。
五、施工工艺1. 地面准备：清理施工区域，确保施工环境整洁，方便机具设备进出。
2. 地下水控制：采取抽水井或者挖掘抽水槽的方式，降低地下水位至规定范围。
3. 原始地基处理：通过人工或机械方法，将地基表面杂物、松散土层进行清理，确保施工区域的净化。
4. 导电电极铺设：将导电电极均匀地埋入软土地基，根据设计要求设置电极间距和电流密度。
高岭土电渗固结特性及数值模拟研究
2021 年
沈美兰，等：高岭土电渗固结特性及数值模拟研究
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沉积软土具有含水率高、压缩性高、渗透系数 低、强度低等特点，采用传统的堆载预压法、真空预 压法排水时间过长，施工期间可能引起土体剪切强度 破坏。电渗法使得软土内部形成较大孔隙水渗流， 从而可以加快软土排水，是固结软土的有效方法。 Casagrande[1] 将 电 渗 技 术 首 次 运 用 到 铁 路 工 程 中 。 Lamont-Black[2] 对较大范围的路基边坡土进行电渗处 理，排出水量 7300 L。为探究电渗排水固结机理，众 多 学 者 进 行 了 室 内 试 验 研 究 。 胡 黎 明 等 [3] 探 究 不 同 干密度下土体的排水效果分析，发现随着土体干密度 的 增 大 ， 排 水 量 和 排 水 速 率 逐 渐 减 小 。 Hamira 等 [4] 对高岭土进行电渗排水试验，发现 25 V 电压下高岭土 的 排 水 量 为 10 V 电 压 下 的 1.55 倍 ， 但 单 位 体 积 排 水 量 耗 能 更 高 。 李 瑛 [5] 对 杭 州 土 的 电 渗 排 水 试 验 表 明 低 电 压 条 件 下 的 电 渗 渗 透 系 数 较 高 。 金 志 伟 等 [6] 研 究表明，真空-电渗联合排水法可以对低含水率盾构泥 浆进行脱水分离。
液导管及开关；16—导线
1.2 试验方法
（1）土样的配制
本 试 验 采 用 商 品 高 岭 土 ， 含 水 率 49%， 比 重 2.72，
液限 15%，塑限 49%，塑性指数 34。
将高岭土放入烘箱，在温度 105 °C 条件下烘 24 h，
除去水分，取出在室温下冷却。随后将高岭土配制成
目标含水率 49% 的土料，搅拌完后对土料抽真空以去
12 电渗析法
早期使用的聚酰胺是脂肪(zhīfáng)族聚酰胺，如尼 龙—4、尼龙—66等制成的中空纤维膜。这类产品对 盐水的分离率在80％～90％之间，但透水率很低， 仅0.076 ml/cm2·h。
以后发展了芳香族聚酰胺，用它们制成的分离膜， pH适用范围为3～11，分离率可达99.5％（对盐水）， 透水速率为0.6 ml/cm2·h。长期使用稳定性好。由于 酰胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有 较高要求。
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常见(chánɡ jiàn)材料的最高允许使用温度
名称
CA 聚酰胺 聚苯并咪唑 聚苯并咪唑酮 磺化聚苯醚 磺化聚砜 聚醚砜酮
温度
35 35 90 70 70 120 160
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二、离子交换膜及其作用(zuò yò ng)机理
1，离子交换膜
离子交换膜是电渗析器的重要组成部分，按其选择透过性能， 主要分为阳膜与阴膜、按其膜体结构，可区分为异相膜、均相膜、半均
蛋白等 超滤 0.005～ 0.1m： 蛋白(dànbái)、颜料、多糖、大分子
纳滤 0.0005～0.005m：
低聚糖、染料(rǎnliào)、多价离子 反渗透0.0001～0.001m：
电解质、大于100Da的有机溶质
水、小于100Da的有机溶质
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膜的简介
定义： 具有选择性分离(fēnlí)的功 能薄膜材料。
在此期间，除上述三大膜外，其他(qítā)类型的膜也 获得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功， 使功能膜的地位又得到了进—步提高。
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✓ 具有分离选择性的人造(rénzào)液膜是马丁（Martin） 在60年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖 在固体膜之上的，为支撑液膜。
地基处理电渗法技术介绍讲义
电渗法
01.电渗法的简介 02.电渗法的特点 03ODUCTION
PART ONE
01 简介
电渗法是在土中插入金属电极，并通以直流电，在 电场作用下，土中水从阳极流向阴极，产生电渗， 从而降低高黏性土的含水率或地下水位，以改善土 性的加固方法。
03
电渗法的应用
PART TWO
03 实际案例
03 实际案例
03 实际案例
03 实际案例
03 实际案例
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电渗法的加固机理
1）粘土颗粒表面电荷通常为负电荷，通 入直流电后，带有负电荷的土颗粒向阳极 移动，带有正电荷的水向阴极移动集中， 从而可通过井点管将其排除，以达到加固 地基的作用。
01 简介
2)电动效应。 电动效应主要包括电渗和电泳。电渗是指吸 附着极性水分子的正离子，在电场作用下移向阴 极汇集，而阳极则逐渐被疏干。如果及时将汇集 于阴极的水排出，则可以使土体排水，其力学性 能得到改善。带有负电荷的土粒，在电场作用下 移向阳极，这样对阳极土体具有加密作用。
3)电蚀现象
4)膨胀加密。
在阳极，发生氧化反应，生成Fe(OH)， 胶体，其体积已发生了很大的膨胀，对 土体可以产生膨胀加密作用。其过程如 下：
01 简介
5)电解耗水。 实际上电解耗水在阴阳两极均有发生，阳极的电 解反应前已述及，阴极发生如下反应：
电渗及联合堆载加固软黏土的试验研究
电渗及联合堆载加固软黏土的试验研究电渗法是软土固结处理的有效方法,它通过施加直流电场使土体排水固结从而提高强度,其排水速率与土颗粒大小无关,被认为是处理高含水量、低渗透性软土很有发展前途的方法。
但电渗法并没有在实际工程中推广应用,根本原因之一是对电渗机理的认识不足。
本文着眼于电渗本质,基于不同电渗试验条件,采用改进的Miller Soil Box模型箱和自制电渗模型箱,从土体宏观及微观角度开展电渗试验,主要结论如下:1、利用改进的Miller Soil Box模型箱在不同含水量下开展电渗试验,试验结果表明:在不同含水量下(60%、70、80%),土体的累计排水量随着土体初始含水量的提高而增大;试验后土体的表观孔隙比与平均孔隙面积随着含水率的增大而增大。
2、基于不同通电时间开展电渗试验,试验结果表明:在不同通电时间下(12h、16h、20h、24h),土体的累计排水量呈现一定的时效性,试验后土体的含水量以及土体的累计排水量与电渗时间紧密联系;试验后土体的表观孔隙比与平均孔隙面积都随着电渗通电时间的增长而减小。
3、利用自制模型箱开展单一电渗与电渗联合堆载试验,试验结果表明:在单一电渗与电渗联合堆载进行对照试验中,电渗联合堆载的最终累计排水量及排水速率要比单一电渗试验大,且主要在中前期排水速率优势明显;电渗联合堆载后土体裂缝小于单一电渗试验后土体裂缝且最终沉降量大于单一电渗试验,说明电渗联合堆载的最终加固效果好;电渗联合堆载试验后的土体抗剪强度要比单一电渗试验要大,且各试验中阴极区域的抗剪强度要比其他区域小;电渗联合堆载试验后土体的表观孔隙比及平均孔隙面积要小于单一电渗,土体表现为更密实;含水量与堆载提供的竖向荷载共同影响土体的孔隙结构。
4、基于电渗理论的基本假定,建立直流电场作用下土体电渗耦合控制方程,同时根据空间边界条件推导出一维电渗控制方程,结合电渗边界条件及电渗初始条件,获得了电渗联合堆载条件下一维电渗固结孔压解。
考虑电导率变化的电渗固结模型_吴辉
第4期 .4 月
岩
土
工
程
学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.35 No.4 Apr. 2013
考虑电导率变化的电渗固结模型
吴 辉
1，2
，胡黎明
1，2*
(1. 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084；2. 清华大学水利水电工程系，北京 100084)
100 h，其中通电时间为 57 h，两极间电压随时间变化 情况如图 1 所示。
1
电渗室内试验
图 1 电极间电压随时间变化情况 Fig. 1 Variation of voltage between anode and cathode with time
采用自行开发的室内轴对称电渗试验仪，以高岭 土为试验材料开展电渗试验，通过室内试验对经过调 匀饱和后的土样进行基本物性试验，得到其物理参数 如表 1 所示。 仪器外径为 18.8 cm， 中间排水管半径为 1.25 cm， 高度 20 cm。 中间的排水管上开有小孔排水， 用土工布缠绕后再螺旋式缠绕一圈铁丝作为阴极，连 接到电源负极，紧贴仪器内壁竖向放置有 32 根铁丝， 作为阳极并均连接到电源正极。
0
引
言
随着我国经济的不断发展，各项基础设施建设越 来越多，沿海城市的开发也受到了广泛的重视。这些 工程实践中都存在一个共同的问题，即软黏土地基的 快速加固处理。利用传统的排水固结方法对这类渗透 性差，压缩性高的土进行处理，费用较高，工期较长。 电渗加固法是近年来逐渐受到关注的一种地基处理方 法，相对于传统的堆载等方法，它具有处理效率高， 效果好的优点，尤其对于低渗透性土具有较好的处理 效果。 电渗法的发展可以追溯到 1809 年俄国学者 Reuss 首次发现黏土颗粒带电的工作[1]， 在 20 世纪 30 年代，
几种常见的电渗析技术解析
几种常见的电渗析技术解析电渗析(ED)是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，带电离子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液和其他不带电组分中分离出来，从而实现对溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的目的。
目前电渗折技术己发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。
广泛应用于化工脱盐，海水淡化，食品医药和废水处理等领域，在某些地区已成为饮用水的主要生产方法，具有能量消耗少，经济效益显著;装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。
1．1填充床电渗析(EDI)填充床电渗析又称电脱离子法(Electrodeio－nizattono简称EDI)。
它是将电渗析法与离子交换法结合起来的一种水处理方法，即在电渗析的除盐室中填充阴阳离子交换剂，利用电渗析过程中极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，它兼有电渗析技术的连续除盐和离子交换技术深度脱盐的优点，又避免了电渗析技术浓差极化和离子交换技术中的酸碱再生等带来的问题。
1．2倒极电渗析(EDR)EDR的原理和电渗析法基本是相同的，只是在运行过程中，EDR 每隔一定的时间，正负电极极性相互倒换一次(国内电渗析器一般2～4h倒换一次)，因此称现行的倒极电渗析为频繁倒极电渗析。
EDR系统是由电渗析本体、整流器及自动倒极系统三部分组成的，其倒极一般分以下三个步骤:(1)转换直流电源电极的极性，使浓、淡室互换，离子流动反向进行;(2)转换进、出水阀门，使浓、淡室的供排水系统互换;(3)极性转换后持续1～2min，将不合格淡水归入浓水系统，然后浓、淡水各行其路，恢复正常运行。
倒极电渗析器的使用，大大提高了电渗析操作电流和水回收率，延长了运行周期在饮用水净化和锅炉补给水处理等有广泛的应用。
1．3高温电渗析高温电渗析是将电渗析的进水温度加热到80℃，使溶液的粘度下降，扩散系数增大，离子迁移数增加，有利于极限电流密度的大幅增大，从而提高电渗析器的脱盐能力，降低动力消耗，从而降低处理费用，尤其是对有余热可利用的工厂更为适宜。
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• 电渗井点降水适宜渗 透系数很小（0.1m/d） 饱和粘质土、淤泥、 淤泥质土。此时一般 单纯利用真空产生的 抽吸作用较难将水从 土体中排出，一方面 可以加速土体固结， 一方面可以加速土体 固结，另一方面可以 达到较好的降水效果。
2工程案列
• 2.1工程概况
• 某港口工程，陆地表面为吹填中细砂，原地面以下地质情况是： ①耕植土，软塑状，厚度1.0-2.0m，标贯击数N=1击。 ②淤泥-淤泥质土间砂：灰色，饱和，流塑；含水量较高，孔隙比大，多 夹薄层粉细砂；厚度2-4m，含腐木，标贯击数N=1击。 ③淤泥质土：灰色，饱和，软塑，含较多粉细砂N=1击。 ④粉细砂：灰色，灰褐色，局部为黄色，饱和松散，局部稍密，该土层 分布较广，N为2-4击。 ⑤中粗砂：灰色、局部灰褐色，中密，饱和。软土层主要物理性质见下 表：
电渗井点降水法
刘文举
8143099
主要内容
1电渗井点降水法原理 2工程实例的应用 3电渗井点降水法优点
4电渗井点降水法缺点
5致谢
1电渗固结原理
• 电渗井点其原理是利用井 点管作为阴极，用金属管 作为阳极，埋在井点管内 侧，间距0.8-1m,阴极与阳 极数量应相等，分别接在 直流发电机的相应电极上。 • 通入直流电后带有负电荷 的土粒向阳极移动，带有 正电荷的水向阴极方向移 动集中，使地下水从内向 外流入井点管。从井点管 继续抽水，地下水位就逐 渐下降。
（7）满夯 第二遍点夯完成后隔10天后开始满夯，历时7 天，夯能采用1500kN●m夯印搭接1/3每点 1击。 （8）检测 满夯结束3天后开始第二次取样、现场静力触 探及十字板试验。2.4十字板剪切试验汇总表
处理前后各项性能物理指标
3电渗固结法的优点
• 常规排水固结法只对土体中的游离水有效， 电渗则可以排出部分弱结合水。 • 电渗固结效果对土颗粒大小并不敏感，比 较适合对细颗粒土进行加固，因此电渗法 很可能成为此类土的一种高效且造价可以 承受的地基加固方法。 • 电渗固结对周围环境、噪声污染小。
4电渗固结法的缺点
• 由于电渗法需要大量的电能，在很长一段时间内， 对电渗法的研究是以室内试验研究为主，而现场 应用却不多见。 • 电渗法虽然可以迅速排出土体内的水，但并不改 变土体的孔隙比，即结构改变不明显，要达到高 强度还需一定的其他的加固方法共同作用。 • 电渗法通常将土体含水率降至塑限附近，容易导 致产生“橡皮土”。 • 对水力渗透系数大的土体进行电渗加固，若不能 有效隔离周围水源，则电渗排水水体很容易就被 水力渗透进来的水体所补充，达不到降低含水率 的目的；
• 设计要求：处理后场地工后沉降≤25cm,差 异沉降≤10%；处理后地基承载力特征值 ≥120kpa. • 2.2方案实施 原设计方案中采用堆载预压，堆载时间超 四个月，由于工期较紧，对其中使用荷载 较低的部分区域采用“真空电渗及低能量 强夯”处理。
2.2真空电渗法处理软土地及工艺流程图
2.3施工步骤
（1）设备进场及安装。 （2）现场取样、试验及检测仪器埋没。 （3）第一遍真空电渗降水 本次降水历时18天，水位降至3.5m以下，6m以内土体的含水率降低至26%左 右，满足强夯要求。 （4）第一遍点夯 在第一遍真空电渗降水后开始，分别采用1200KN●m和1500KN●m进行试夯， 最终采用1500KN●m.每个夯点3-4击，间距6m,正方形布置。 （5）第二遍真空电渗降水 第一遍点夯结束后，用三天时间完成第二遍降水的布管及设备安装，再用7天 完成第二遍真空电渗降水。 （6）第二遍点夯 第二遍降水结束后开始第二遍点夯，分别采用1500KN●m和1800KN●m进行 试夯，最终采用1,800KN●m.每个夯点3-4击，间距6m,正方形布置。
谢谢