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電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂的室內(nèi)模型試驗(yàn)

2015-08-10 09:20:26胡平川溫曉貴陳宇翔李一雯
關(guān)鍵詞:電滲噴氣抗剪

胡平川,周 建,溫曉貴,陳宇翔,李一雯

(浙江大學(xué) 濱海與城市巖土工程中心,浙江 杭州310058)

電滲法對(duì)高含水量、低強(qiáng)度,低滲透性的軟黏土有較好的處理效果.然而,通常而言電滲能耗較高,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)較差.同時(shí),現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明,電滲對(duì)于深層土體的處理效果不夠理想.Bjerrum 等[1]在挪威的試驗(yàn)表明電滲處理后土的抗剪強(qiáng)度在8 m 以下與處理前基本無變化,Burnotte等[2]的試驗(yàn)也有類似結(jié)論.這些限制了電滲法的進(jìn)一步發(fā)展.

為打破電滲法發(fā)展瓶頸,現(xiàn)有研究主要存在2種思路.1)通過改變電極材料[3-4]、通電方式[5-6]、電極布置形式[7-8]等電滲法本身參數(shù)來提高電滲的經(jīng)濟(jì)效益,2)將電滲與其他加載方式相結(jié)合以降低成本,常見的有電滲聯(lián)合真空預(yù)壓[9]、電滲聯(lián)合堆載[10]、電滲聯(lián)合強(qiáng)夯[11]、電滲聯(lián)合化學(xué)灌漿[12]等.

本文在第2種思路的基礎(chǔ)上,首次將氣壓劈裂與電滲法相結(jié)合,以期通過氣壓劈裂改善電滲排水效果.

所謂氣壓劈裂,指的是巖土體在高壓氣體作用下產(chǎn)生裂隙并發(fā)展的過程[13],早在20 世紀(jì)80 年代,環(huán)境工程領(lǐng)域就已采用氣壓劈裂技術(shù)在巖土體中形成裂隙,增加流體的流動(dòng)通道,提高低滲透性土體的滲透性能[14].在地基處理領(lǐng)域,Larsson等[15-18]注意到工程中的氣壓劈裂現(xiàn)象,劉松玉等[19]將氣壓劈裂與真空預(yù)壓相結(jié)合,發(fā)明了劈裂真空法,該法可加大真空預(yù)壓法的有效處理深度,提高深部土體滲透性,縮短預(yù)壓時(shí)間,控制工后沉降.

將電滲與氣壓劈裂相結(jié)合,其目的是希望通過向深層土體噴氣來改善電滲對(duì)于深層土體的處理效果,同時(shí)希望氣壓劈裂在土中產(chǎn)生從陽極向陰極發(fā)展的裂縫,形成有利的排水通道,加速電滲排水.為探討該法的可行性,本文開展了電滲-堆載和電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂對(duì)照試驗(yàn),并從裂縫、電流、排水量、抗剪強(qiáng)度和能耗系數(shù)多角度進(jìn)行評(píng)價(jià).

1 試驗(yàn)方案

1.1 土樣

由于原狀土不方便填充至模型箱,在搬運(yùn)、貯藏的過程中已經(jīng)受到擾動(dòng)、且表面水分蒸發(fā)嚴(yán)重使得土的均勻性較差,因此本試驗(yàn)采用飽和重塑軟黏土,其原狀土為杭州市西湖區(qū)某基坑開挖出的淤泥質(zhì)黏土,基本物理力學(xué)性質(zhì)見表1,表中ρ為天然密度,ds為土粒比重,e為孔隙比,Sr為飽和度,w 為水的質(zhì)量分?jǐn)?shù),wL為液限,wp為塑限.

表1 原狀土的基本物理指標(biāo)Tab.1 Physical parameters of original soil

在試驗(yàn)前,制作飽和重塑性軟黏土:將上述原狀土切成小塊,然后將碎土放到攪拌桶中,加水至水漫過土約5~6cm,靜置24h,然后用攪土器攪拌均勻.經(jīng)測試,該重塑性軟黏土抗剪強(qiáng)度為0,水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為68%.

1.2 試驗(yàn)裝置

電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)裝置如圖1所示.模型箱是一個(gè)底部有孔的有機(jī)玻璃箱,尺寸為700 mm×300mm×400 mm(外邊緣).陰極和陽極為450mm 長鋁管.陽極同時(shí)充當(dāng)噴氣管,陰極同時(shí)充當(dāng)排水管.本試驗(yàn)所用陽極外徑16 mm,內(nèi)徑10 mm,長度方向距離底部50 mm 處和150 mm 處分別有4個(gè)直徑2mm 噴氣孔,每個(gè)噴氣孔正對(duì)一個(gè)陰極.陰極外徑24mm,內(nèi)徑18mm,底部300mm(長度方向)內(nèi)均勻分布直徑4mm 的小孔.陽極通過固定裝置固定在模型箱上,同時(shí),通過氣管、氣管接頭將陽極與外接氣壓源相連.在模型箱底部分布有6個(gè)直徑10mm 的帶螺紋圓孔,每個(gè)螺紋孔上旋有排水管,排水管外套陰極,陰極和排水管間有濾膜,排水管下設(shè)有集水容器.值得指出的是,本次試驗(yàn)上覆堆載的目的在于減少尺寸效應(yīng),溫曉貴[20]的研究表明:適當(dāng)?shù)亩演d可消除電滲模型中幾何邊界引起的尺寸效應(yīng).

圖1 電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)裝置圖Fig.1 Test device of laboratory model experiment of electro-osmosis combined with loading and pneumatic fracturing

1.3 試驗(yàn)參數(shù)確定

試驗(yàn)需確定的參數(shù)主要有:電極布置形式、電壓大小、噴氣的起噴時(shí)間、氣壓大小、噴氣持續(xù)時(shí)間等.

圖2 電極布置平面示意圖Fig.2 Schematic plan of electrode configurations

電極布置形式如圖2所示,陰極和陽極相間布置,形成錯(cuò)位,李一雯[8]稱之為平行錯(cuò)位布置.之所以采用平行錯(cuò)位布置,是由于:為產(chǎn)生從陽極向陰極發(fā)展的裂縫,需從陽極(同時(shí)作為噴氣管)朝向四周的排水管(即陰極)噴氣,即陰極包圍陽極,現(xiàn)有的電極布置形式中只有平行錯(cuò)位滿足這條要求.廖敬堂等[21]現(xiàn)場試驗(yàn)處理深度為6~7 m,而陽極井點(diǎn)管網(wǎng)格和陰極井點(diǎn)管網(wǎng)格均為4m×4m,處理深度與同性電極間距比為1.5.本次試驗(yàn)處理深度為27cm,上覆砂厚50mm,質(zhì)量為14.7kg,相當(dāng)于約1.2kPa的均布荷載.采用的同性電極間距為200 mm,異性電極間距為141 mm,處理深度與同性電極間距比為1.35,與現(xiàn)場試驗(yàn)接近.

電壓大小采用15V,這是因?yàn)榭紤]電極的直徑及厚度后實(shí)際異性電極間距為121 mm,若采用15V電壓,電勢梯度為1.24V/cm,接近李瑛[22]提出的最佳梯度1.25V/cm.

電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)中噴氣的起噴時(shí)間是根據(jù)電滲-堆載試驗(yàn)結(jié)果確定的,電滲-堆載試驗(yàn)結(jié)果表明,排水量累積曲線在24~28h間出現(xiàn)拐點(diǎn),拐點(diǎn)后排水速率明顯降低,所以電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)噴氣的起噴時(shí)間定為電滲開始后第24h,以加強(qiáng)后期的處理效果.

氣壓大小與噴氣時(shí)間是根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象調(diào)整的,各時(shí)刻具體噴氣方案見表2,表中p 為噴氣氣壓,tp為噴氣時(shí)刻,tl為噴氣持續(xù)時(shí)間.首次噴氣時(shí),打開氣壓閥的瞬間,出現(xiàn)了250kPa的高壓,持續(xù)時(shí)間約10s,這可能是試驗(yàn)開展前外接的氣管中有殘余氣壓所致.總結(jié)前3次試驗(yàn)現(xiàn)象(見3.2節(jié)),最終確定典型的噴氣方案為:50、100、150、200、250kPa各噴氣1min,300、350kPa各噴氣5min.第40、56、80h沒能按照典型噴氣方案噴氣,這是由于此3次在噴氣時(shí)氣壓計(jì)表盤出現(xiàn)異常,繼續(xù)向上加壓時(shí)表盤劇烈晃動(dòng).

表2 噴氣方案Tab.2 Jetting scheme

1.3 試驗(yàn)步驟

為研究氣壓劈裂對(duì)于電滲效果的影響,筆者設(shè)計(jì)了一組對(duì)照試驗(yàn),即電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)和電滲-堆載試驗(yàn).電滲-堆載聯(lián)合劈裂試驗(yàn)步驟如下:1)將陰極固定及排水管旋入陰極固定及排水螺紋孔,陰極插入陰極固定及排水管,利用陽極固定裝置將多個(gè)陽極固定在模型箱上;2)將待處理軟黏土以每層5cm 厚分層填充至模型箱中,每填充一層后壓實(shí),如此反復(fù)直至模型箱內(nèi)軟黏土高度達(dá)到27cm;3)將14.7kg上覆砂均勻地鋪在待處理軟黏土上;4)用導(dǎo)線將陽極、陰極分別與穩(wěn)壓電源的正負(fù)極串聯(lián),用氣管、氣管接頭將陽極與外接氣壓源相連;5)開啟穩(wěn)壓電源,在陽極和陰極間施加15V 穩(wěn)壓,記錄電流變化情況;6)通電過程中每4小時(shí)稱量接水容器的總質(zhì)量,并繪制累計(jì)排水量曲線圖;7)通電24h時(shí)后,打開外接氣壓源向待處理軟黏土中噴射高壓氣,然后關(guān)閉外接氣壓源,之后每4小時(shí)重復(fù)噴射一次高壓氣,具體噴氣方案見表2;8)通電96h后停止試驗(yàn),關(guān)閉穩(wěn)壓電源;9)取不同位置處的土體測定抗剪強(qiáng)度.

電滲-堆載試驗(yàn)步驟與電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂類似,只是省去第7步.

2 試驗(yàn)結(jié)果和分析

由于電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂的提出是希望通過氣壓劈裂產(chǎn)生有利裂縫來促進(jìn)電滲排水,所以本文首先從裂縫開展情況對(duì)電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)與電滲-堆載試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比.接下來,記錄了兩者電流變化的情況,發(fā)現(xiàn)氣壓劈裂對(duì)于電滲過程中電流大小有影響.之后,對(duì)2個(gè)試驗(yàn)的排水量、試驗(yàn)后土的抗剪強(qiáng)度、含水量進(jìn)行對(duì)比.能耗是目前對(duì)于電滲比較關(guān)心的問題,因此最后比較了兩者的能耗系數(shù).通過對(duì)這些參數(shù)的對(duì)比分析,以期全面地評(píng)價(jià)氣壓劈裂對(duì)于電滲的影響.

2.1 裂縫開展

當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后,挖除上覆砂,可以看到土體裂縫產(chǎn)生,如圖3所示,與李一雯等[8]電滲室內(nèi)模型試驗(yàn)相比,本試驗(yàn)裂縫發(fā)展輕微得多,溫曉貴等[20]的研究表明,電滲模型試驗(yàn)夸大了裂縫開展程度,這是造成電滲模型試驗(yàn)尺寸效應(yīng)的最重要原因,通過堆載限制裂縫的開展可有效減少尺寸效應(yīng),可以認(rèn)為本試驗(yàn)尺寸效應(yīng)得到了有效限制.本試驗(yàn)裂縫發(fā)展形式可大致描述為:由包圍陽極的環(huán)狀裂縫和由陰極開展的放射狀裂縫組合而成,如圖3(a)所示.此外,在電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)中,水平向沿噴氣方向出現(xiàn)了多條細(xì)小的徑向裂縫,如圖3(b)中白色箭頭所示,這種裂縫在李一雯等[8]、溫曉貴等[20]的試驗(yàn)中均未出現(xiàn),筆者認(rèn)為,這些徑向裂縫的產(chǎn)生與噴射高壓氣密不可分,證明了在高壓氣體作用下土體的確產(chǎn)生了劈裂.

圖3 試驗(yàn)結(jié)束后土體裂縫開展情況Fig.3 Cracks in the soil after the experiments

2.2電流

試驗(yàn)中電流變化如圖4 所示,圖中I 為電流,t為時(shí)間.前人的研究表明,隨著電滲的進(jìn)行,電極材料逐漸腐蝕,界面電阻變大,電流應(yīng)當(dāng)降低.而這2次試驗(yàn)卻出現(xiàn)了電流回升段,即電滲-堆載試驗(yàn)的4~16h,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)的4~24h,這說明引起電滲過程中電流變化的原因值得進(jìn)一步探討.考慮到電滲過程中土體裂縫的開展,筆者認(rèn)為電流回升的原因?yàn)椋涸陔姖B過程中土體產(chǎn)生裂縫,裂縫剛形成時(shí),土中含水量還較高,以至于裂縫被孔隙水填充,使得陰陽極間電阻變小,電流增大.

圖4 電流變化曲線圖Fig.4 Current-time curve

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)氣壓劈裂對(duì)于電流大小有影響,它的影響包括增大和減小2個(gè)方面.在各次噴氣過程中電流出現(xiàn)了2次明顯的突增,第1次是在首次噴氣時(shí),打開氣壓閥的瞬間,出現(xiàn)了250kPa的高壓,持續(xù)時(shí)間約10s,此時(shí)電流值由0.74A 突增至0.81A,第2 次是在第32h 增壓至300kPa的瞬間,電流由0.71A 突增至0.73A;另一方面,長時(shí)間加壓,電流有所下降,這種現(xiàn)象幾乎每次加壓都會(huì)遇到,每次下降幅度約0.01A.造成這種現(xiàn)象的原因可能在于:250~300kPa為土體劈裂產(chǎn)生裂縫的起始?jí)毫?,此時(shí)水量較大,裂縫一旦形成,水隨即進(jìn)入裂縫中,有利于導(dǎo)電.這也是在經(jīng)過前3次噴氣后確定典型噴氣方案最高氣壓為350kPa的依據(jù).另一方面,長時(shí)間加壓,噴氣孔周圍形成球狀空隙,減少了陽極管與土的接觸面積,造成電流值下降.

2.3 排水量

總排水量累計(jì)曲線如圖5所示,圖中q 為總排水量.可以看出,噴氣前24h這2個(gè)試驗(yàn)的排水量累積曲線基本重合,說明2次試驗(yàn)所采用的軟黏土性質(zhì)一致、體積相同,這為比較2 個(gè)試驗(yàn)提供了基礎(chǔ).從開始噴氣的第24h開始,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂的累計(jì)排水量一直高于電滲-堆載試驗(yàn),最終電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)總排水量9 795g,電滲-堆載試驗(yàn)總排水量8 795g,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)比電滲-堆載試驗(yàn)總排水量增加11.4%.

無論是電滲-堆載試驗(yàn)還是電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn),根據(jù)排水量累積曲線都可以將其試驗(yàn)過程劃分為2個(gè)階段,1)是快速排水階段,2)是緩慢排水階段,連接這2個(gè)階段的點(diǎn)稱之為排水量累計(jì)曲線拐點(diǎn).電滲-堆載試驗(yàn)排水量累計(jì)曲線拐點(diǎn)出現(xiàn)在28h 附近,而電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)出現(xiàn)在44h附近.可知,氣壓劈裂使得排水量累計(jì)曲線拐點(diǎn)明顯后移.

圖5 總排水量累計(jì)曲線Fig.5 Total water discharge-time curve

近似認(rèn)為水的密度為1g/mL,可以計(jì)算各時(shí)刻的排水速率如圖6所示,圖中qV為排水速率.噴氣前的24h,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)和電滲-堆載試驗(yàn)排水速率曲線基本一致.首次噴氣后的4h,本該處于排水速率衰減階段的電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn),其排水速率反而由噴氣前的181 mL/h提高到199 mL/h,提高幅度為10%.且之后的20h,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)的排水速率一直明顯高于電滲-堆載試驗(yàn)同期的排水速率.第44h后,兩曲線接近重合.說明氣壓劈裂對(duì)于電滲排水的促進(jìn)作用是隨電滲處理時(shí)間而改變的,前期效果明顯,后期幾乎沒有促進(jìn)效果.建議在使用該法進(jìn)行軟土地基處理時(shí)后期不必噴氣,以減少不必要的開支.

圖6 排水速率曲線Fig.6Velocity of water discharge-time curve

2.4 抗剪強(qiáng)度

試驗(yàn)前土體處于流塑狀態(tài),抗剪強(qiáng)度為0.試驗(yàn)結(jié)束后,分別測定了模型箱中表層、中層、底層各陰極和陽極附近土的抗剪強(qiáng)度,每層取測試點(diǎn)10個(gè),2個(gè)試驗(yàn)共取60個(gè)測試點(diǎn),不同位置土的抗剪強(qiáng)度平均值如表3所示,表中σc為土的抗剪強(qiáng)度,A 為電滲-堆載試驗(yàn),B為電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn).可知:無論是陽極附近還是陰極附近,無論表層、中層還是底層,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)后土的抗剪強(qiáng)度均高于電滲-堆載試驗(yàn),電滲-堆載處理后土的抗剪強(qiáng)度平均值為4.39kPa,而電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)后土的抗剪強(qiáng)度平均值為5.13kPa,比前者提高16.9%;在同一個(gè)試驗(yàn)中,陽極附近土的抗剪強(qiáng)度明顯高于陰極處的抗剪強(qiáng)度,這是電滲試驗(yàn)的一般規(guī)律,而不同深度處土的抗剪強(qiáng)度相比較,有表層>中層>底層,這主要是由于本試驗(yàn)采用的是重塑性飽和軟黏土,先期固結(jié)壓力為0,初始抗剪強(qiáng)度相同,均為0,而在試驗(yàn)過程中,土中水在電場作用下從陽極向陰極滲流的同時(shí),也在重力作用下從上向下滲流,使得底層土的含水量較高,抗剪強(qiáng)度較低;相較電滲—堆載試驗(yàn),電滲—堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)后表層、中層和底層土的抗剪強(qiáng)度分別提高16.8%、5.1%、34.6%,這說明電滲—堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)對(duì)于深層土體有較好的處理效果.

表3 試驗(yàn)后土的抗剪強(qiáng)度Tab.3 The shear strength of soil after experiment

2.5 電能及能效系數(shù)

電滲-堆載試驗(yàn)共消耗電能為0.800kWh,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)全過程消耗的電能為0.895kWh,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)比電滲-堆載試驗(yàn)消耗的電能多11.9%.

能耗系數(shù)(C:kWh·L-1·m-3)表示電滲從1 m3土中排出1升水需要消耗的能量,用于比較電滲過程的能量消耗量[22],計(jì)算公式如下:

式中:U 為電源輸出電壓,單位:V;It為某時(shí)刻t 的電路電流,單位:A;t1、t2為相鄰2個(gè)數(shù)據(jù)觀測點(diǎn)的時(shí)刻,單位:h;Vw為t1到t2時(shí)間段內(nèi)電滲排出水的體積,單位:L;Vs為土樣體積,單位:m3.

經(jīng)計(jì)算,電滲-堆載試驗(yàn)的能耗系數(shù)為1.604 kWh/(L·m3),電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)的能耗系數(shù)為1.611kWh/(L·m3).

2次試驗(yàn)?zāi)芎南禂?shù)隨時(shí)間關(guān)系曲線如圖7 所示.由圖可知,隨著試驗(yàn)的進(jìn)行能耗系數(shù)呈逐漸上升趨勢,在44h以內(nèi),電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)的每4h能耗系數(shù)跟電滲-堆載試驗(yàn)接近,但稍低于電滲-堆載試驗(yàn);在44h之后,電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)的能耗系數(shù)則稍高于電滲-堆載試驗(yàn).

圖7 能耗系數(shù)隨時(shí)間關(guān)系曲線Fig.7 Coefficient of energy consumption-time curve

3 討 論

電滲-堆載聯(lián)合劈裂試驗(yàn)加快排水原理的解釋如下:1)土體在氣壓作用下產(chǎn)生從陽極發(fā)射出來的裂縫,這些裂縫與電滲過程中產(chǎn)生的裂縫形成有利的排水網(wǎng)絡(luò),裂縫形成后,在孔隙水壓力作用下,土中水滲流到裂縫中,有利于導(dǎo)電;2)在氣壓作用下,孔隙水壓力增大,噴氣結(jié)束后,超靜孔壓消散,加快了排水速度,關(guān)于這一點(diǎn)可以理解為高壓氣體在土體內(nèi)部施加了一個(gè)動(dòng)力荷載;同時(shí),裂縫的存在為超靜空隙水壓力的快速消散提供了通道.但是,長時(shí)間的噴氣會(huì)形成球狀孔隙,使得陽極與土的接觸面積減小,不利于電滲.在前期,原因一較為顯著,這是因?yàn)榇藭r(shí)土中水較多,排水量大,裂縫間充滿游離水.而在后期,土中水較少,排水量小,裂縫中游離水少,這解釋了為什么在44h后氣壓劈裂不再對(duì)電滲排水有增強(qiáng)效果.這也啟示我們,在不同時(shí)間、不同排水速率下,裂縫對(duì)于電滲的影響是不一樣的.

噴氣本身會(huì)影響孔隙水壓力、加速排水,其影響多大在本試驗(yàn)中難以定量分析,原因在于本試驗(yàn)陽極管噴氣口處氣壓大小未測量且難以計(jì)算.如能改進(jìn)氣壓測量裝置,準(zhǔn)確測量噴氣口處氣壓大小,可為該問題的解決提供幫助.

經(jīng)計(jì)算,電滲-堆載試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為1.40kPa,變異系數(shù)為3.14,而電滲-堆載聯(lián)合劈裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為1.71kPa,變異系數(shù)為3.01,可知,兩者標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)相差均不大,電滲-堆載聯(lián)合劈裂試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差略大于電滲-堆載試驗(yàn),而變異系數(shù)則稍小一些,這說明本次試驗(yàn)測試誤差較小.

還需要指出的是電滲室內(nèi)模型試驗(yàn)(包括本次試驗(yàn))多采用模型箱底排水的方式,而電滲現(xiàn)場試驗(yàn)則是從表層排水,排水方式的差異是否以及在多大程度影響模型試驗(yàn)的結(jié)果,現(xiàn)在尚未見有文獻(xiàn)論述,試驗(yàn)時(shí)改進(jìn)電滲模型,變底部排水為表層排水才能更好地研究這一問題.

4 結(jié) 論

通過對(duì)電滲-堆載和電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂的室內(nèi)模型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,得出以下結(jié)論:

(1)氣壓劈裂對(duì)于電滲排水有一定的促進(jìn)作用,土體的排水量增加11.4%,土的平均抗剪強(qiáng)度提高16.9%;

(2)電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂可以增強(qiáng)對(duì)深層土體的處理效果.相較電滲-堆載試驗(yàn),電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂試驗(yàn)后底層土的抗剪強(qiáng)度提高34.6%,對(duì)于某些對(duì)深層土體加固效果有較高要求的工程有一定的借鑒意義;

(3)氣壓劈裂對(duì)于電滲排水的促進(jìn)作用,前期效果明顯,后期基本沒有作用.本次試驗(yàn)在44h后排水速率曲線基本重合.建議在使用該法進(jìn)行軟土地基處理時(shí)后期不必噴氣;

(4)電滲-堆載聯(lián)合氣壓劈裂在提高加固效果的同時(shí),能耗、成本增加,如何進(jìn)一步提高該工法的加固效果、降低成本將是今后研究值得關(guān)注的問題.

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