电渗法快速降低淤泥含水率的试验研究*

电渗法可以快速降低淤泥的含水量,提高其不排水抗剪强度,实现淤泥的资源化处理,变废为宝。但是如何提高电渗效率,节约能源是该方法在工程应用中需要解决的一大难题。利用自行研制的试验装置,进行自然排水和3种类型电渗方案排水降低淤泥含水率的对比试验。通过测量各组试验过程中的排水量、电流和电势,以及试验前后土样含水率和不排水抗剪强度,从能量耗散和电渗效率及经济效益角度研究土体的性状。结果表明:采用电渗法对疏浚淤泥进行处理时,可以通过平行移动电极、控制合理电极间距和通电时间,达到高效节能降低淤泥含水率的目的。     

电渗法加固软土地基基本参数室内试验研究*

电渗法是一种处理软土地基的有效方法,其基本参数的确定在工程应用中至关重要。利用自制的电渗试验装置,对某一高含水量淤泥土进行了稳压电渗试验和稳流电渗试验,测量了电渗过程中电流、电压、出水速率的变化,总结了电渗透系数、电迁移系数、电导率和单位能耗出水速率等基本参数的变化规律。试验结果表明:随着电渗的进行,电渗透系数逐渐减小,而电迁移系数相对稳定。土体的电导率和单位能耗出水量也逐渐降低。因此,用电迁移系数来评价电渗效果可能更为合理。     

真空电渗联合振动碾压加固超软黏土试验研究

对于含水率高、强度低、压缩性大以及渗透性低的超软黏土地基,常规的真空电渗联合动力挤密加固技术(低能量强夯+电渗降水)容易产生"橡皮土"现象,以振动碾压代替强夯开展真空电渗联合振动碾压加固超软黏土试验,并同步开展单独真空电渗降水的对比试验。试验结果表明:振动碾压在挤密土体的同时增大渗流路径的压差,提高真空电渗排水速率;闭合电渗产生的裂缝,从而增强土体中的电流,并维持土体内的真空度;加快固结速度,减小单位排水量的电渗能耗。有必要结合实际工程开展现场试验进一步验证。     

阳极区添加氢氧化钠电渗加固软土试验研究

利用电渗试验装置,进行阳极区添加氢氧化钠电渗加固与纯电渗加固软黏土地基的室内模型试验对比研究。试验过程中记录排水量、电流等指标,试验结束后检测土体抗剪强度、含水率。试验结果表明:阳极区添加氢氧化钠电渗加固软黏土地基比单独电渗作用下加固软黏土地基处理效果好;减缓阳极腐蚀,延长阳极使用寿命,可为工程应用提供借鉴。     

真空-电渗联合作用下的软基固结计算研究

考虑了电渗水流与压力水流的叠加作用及井阻对真空度衰减的影响,在此基础上结合Hansbo砂井地基固结理论和真空-电渗边界条件,建立了轴对称真空-电渗联合作用软基固结方程,给出了地基中平均孔压和径向固结度的解析解,并进行了退化验证。最后通过算例分析,研究了不同荷载组合情况对平均孔压消散和径向固结度的影响。结果表明:真空-电渗联合作用下平均孔压是真空预压与电渗分别作用下孔压的叠加;在真空度不足情况下,可通过调节电渗电压大小,保证土体加固效果;在真空度一定的情况下,电源电压越大加固效果越好。     

初始含水率对真空预压加固吹填淤泥影响试验研究

针对传统的真空预压设计和施工方式较为粗放,主要依靠经验进行,缺乏相关的工程参数的问题。设计不同吹填淤泥初始含水率进行了四组室内对比试验,通过分析孔隙水压力,排水量,沉降量,土体的含水率以及十字板剪切强度等指标的变化规律,探究真空预压处理效果与淤泥初始含水率之间的关系。试验结果表明,含水率高的吹填淤泥在靠近排水板处孔隙水压力消散更快;初始含水率越大,排水固结达到稳定的时间越长;初始含水率高的吹填淤泥在真空预压法处理后仍然具有较高的含水率,对应的土体平均强度较低;试验建立了初始含水率与加固后土体强度之间的线性拟合公式。     

动力排水固结加固后南沙港区软土次固结性状试验研究

结合广州南沙港区淤泥质地基处理工程,对采用动力排水固结法加固后的软土次固结性状进行了试验研究。结果显示,夯击后土体的主次固结分界不明显,只有在固结压力水平较低、加荷比较大时能够划分主次固结;夯击加固后土体的次固结系数与固结压力有关,平均最大次固结系数约为原状土样最大次固结系数的30％,且存在一个最佳夯击能,使得加固处理后土体的次固结系数最小。     

电渗法中排水固结理论与实践的若干问题

从工程应用的角度,对地基处理中的电渗法加固机理、适用性、等效加固荷载、电极材料、与其它方法的联合及相关实用技术进行了讨论。从排水固结考虑,电渗法适合加固的是电渗透系数和电阻率较大、水力渗透系数适中的土体。电渗加固中,无恒定的等效加固荷载。电渗常常需要与常规排水固结法联合以提高加固效果。研制不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。     

真空-堆载联合预压法处理吹填淤泥试验研究

真空-堆载联合预压法的实质是将真空预压法的负压固结理论与堆载预压法的正压固结理论进行联合,使得土体固结达到最大化通过理论分析,论述了真空-堆载联合预压下基于孔隙水压力和沉降的平均固结度计算方法.结合大面积吹填淤泥软基处理的工程实际,通过对孔隙水压力、沉降等进行观测,提出了有效地控制加载速率与加载周期的方法;研究了孔隙水压力变化规律,并结合工程实际进行了平均固结度的验算分析,表明该计算方法存在一定的合理性.     

真空联合堆载预压在较厚超软弱土地基处理中的应用

真空联合堆载预压法加固软基是在真空预压法和堆载预压法的基础上发展起来的,两者都属于排水固结法。通过真空压力(负压)和堆载(正压)使土体中的空隙水压力产生不平衡的水压力,空隙水在这种不平衡力的作用下通过竖向排水体逐渐排出,从而是土体产生固结变形。当前采用疏浚土吹填造陆相当普遍,均需对超软土地基进行处理。本论文通过一个地基项目陆域软弱土地基处理实例,对真空联合堆载预压在深厚淤泥质土地基处理中的加固效果进行分析。     

高含水率疏浚淤泥流动固化处理试验研究

为高效处理高含水率疏浚淤泥,提出将高含水率疏浚淤泥进行流动固化处理,并对"固化土拌合物"的流动性和固化土强度进行了试验研究.结果表明,疏浚淤泥初始含水率、固化剂掺量、放置时间对"固化土拌合物"的流动性均有很大影响;同时试验亦表明疏浚淤泥固化土具有较高的抗压强度,添加磷石膏对水泥固化土具有明显的增强作用.     

南沙港区软土固结孔压特性试验研究

根据南沙港区主要地层土的室内试验和现场测试成果，分析固结过程中土体孔隙水压力变化特性。结果表明：三轴试验固结过程中，淤泥、淤泥质土和粘质粉砂孔隙水压力消散相同百分数的固结时间存在数量级差别，淤泥质土和粘质粉砂的渗透系数不能由时间-沉降曲线确定；三轴不排水剪切过程中，粘质粉砂中孔隙水压力随剪应变先增大后减小，表现出密实砂的孔隙水压力变化特性；该区域地基真空预压加固过程中吹填层、粘质粉砂层和淤泥质土层中的孔隙水压力随膜下真空压力增加而迅速降低，而淤泥层中孔隙水压力缓慢下降，地基土层具有明显的成层特性。     

超细地聚合物对河湖疏浚淤泥固化和重金属固结效果的影响

我国每年河湖疏浚产生大量废弃淤泥,这些淤泥固结周期长、固化强度低且含有大量重金属,难以进行资源化利用。采用超细偏高岭土地聚合物,研究其对淤泥固化强度、水稳系数和重金属固结效果的影响。结果表明：随着超细地聚合物掺量增加,淤泥固化土的强度逐渐增大,7 d无侧限抗压强度可达1.68 MPa,具有优异的淤泥固化效果;水稳系数先增大后减小,掺入超细偏高岭土的淤泥固化土水稳系数均达到了90%以上,是纯淤泥土的两倍以上。超细地聚合物对镉、铅等6种重金属离子均具有良好的固结效果,尤其是对镉和汞的固结作用最为显著,且各组淤泥固化土中6种重金属元素浸出量均未超过相关标准的要求。超细地聚合物对淤泥具有良好的固化和重金属固结效果,与普通硅酸盐水泥固化材料有较大区别。     

“电渗降水+强夯”的地基处理方法在淤泥质粘土软弱地基上的应用

对于有较丰富地下水的粘性土、淤泥质粘土软弱地基的处理,若单采用强夯,由于土体中地下水的渗透性小,难以及时排除,造成了土体内存在有较大的水内压力,致使强夯效果不明显.因此,在强夯之前首先必须采取适当措施以降低地下水位,但由于粘性土及淤泥质粘土的渗透系数小,若采用塑料排水板或轻型井点等,一般无法达到很好的降水效果,且排水时间长,最佳的方法就是电渗降水.     

东引运河流域河道生态清淤及淤泥处理技术探讨

为降低河道内污染,清淤是河道治理的一种重要措施,以东引运河流域河道为例,对其河道生态清淤及淤泥处理技术展开探讨,全面分析生态清淤以及淤泥处理效果。对该河道淤泥采样,分析淤泥的物理性质、有机污染情况、重金属污染情况;将分析结果和环境情况、污染和污泌程度相结合,主要使用机械脱水固结一体化措施,实现生态清淤和淤泥处理;并且在进行固结处理过程中,为实现资源的再利用,固结处理主要包含三个部分实现,分别为淤泥的钝化处理、固化处理、工业化利用处理,为东引运河流域河道治理提供可靠保障。     

疏浚硬质黏性土制作室内试验研究

基于疏浚工程中硬质黏性土挖掘困难和生产效率低的问题,为原状土进行刀齿的切削试验,需要制备硬质黏性土土质。针对疏浚吹填淤泥含水率大和压缩性强等特征,开发了一套底部抽真空的"真空+堆载"制备技术。试验研究表明:1)制备装置效果良好,制备土质标准贯入击数达到13击,液性指数达到0.36,疏浚岩土工程特性级别为4级,性质接近疏浚工程中给施工带来困难的黏性土质,为硬质黏性土的切削试验提供了合格的模型土质。2)制备土质含水率W与无侧限抗压强度R、标准贯入击数N、土体承载力F存在较好的相关性,回归系数均在0.72以上,为流塑等状态的软弱淤泥处理处置研究提供基础技术支撑。     

增压法和加热法真空预压新工艺的机理和加固效果探讨

真空预压是一种应用广泛的软土地基处理工艺。针对增压法真空预压、加热法真空预压两种新工艺,结合现场试验及工程实例对其进行分析和探讨。结果表明,增压法真空预压在地基内充入高压气体不能改变土体的饱和状态,同时高压气体会降低真空预压的真空度并可能阻碍真空度沿塑料排水板向深层传递;增压法真空预压的加固效果存在较大差异,在实际工程施工前应做好试施工验证其加固效果;加热法真空预压法通过升高土体温度提高渗透系数、缩短固结时间,同时增大固结沉降量,尤其适用于低渗透性的软黏土或淤泥;针对加热法真空预压现场应用难题提出了新型加热型塑料排水板和闷晒式太阳能加热循环水等改进方法,分别较好地解决了加热塑料排水板的制作加工、加热成本高的难题。     

循环荷载作用下淤泥质黏土软化试验研究

针对连云港地区淤泥质黏土颗粒细、渗透系数小的特点,研究了循环荷载作用下土体的软化规律,提出该类土体软化指标.通过三轴循环荷载试验,得到累积轴向应变值和轴向应变值随着循环应力幅值比和固结压力的增大而增大;土样中平均孔压比随着循环应力幅值比的增大而增大;循环荷载的周期越大累积轴向应变和平均孔压值越大;在循环荷载作用初期,变形模量的弱化随着循环应力幅值比和循环周数的增大而更加显著.对试验数据进行分析,得出在风暴潮的波浪循环荷载作用下,连云港地区淤泥质黏土的模量和强度折减系数在0.75~0.80之间.     

偏压固结软黏土循环特性试验研究

关于软黏土循环强度弱化的研究已经有了很多成果。然而在工程上为了削弱循环荷载对土体的影响,一般会采取打塑料排水板、堆载预压等软基处理手段来提高土体强度,从而减弱循环荷载对土体的弱化作用。以烟台港原状淤泥质粉质黏土为研究对象,通过室内动三轴试验,探究土体在静偏应力固结后累积孔压的发展规律和循环强度的弱化规律。根据孔压数据拟合出软黏土的孔压模型,再利用等效超固结比理论将孔压模型与强度弱化规律相结合,得到了适用于偏压固结之后整个动态循环过程的强度变化公式。     

城市内河中绞吸式挖泥船疏浚施工技术研究

由于传统疏浚施工技术存在疏浚效果差的问题,提出了城市内河中绞吸式挖泥船水下潜管疏浚施工技术。根据绞吸式挖泥工作方式,使排泥管内淤泥传递到堤身背水一侧的池塘中,并进行压浸处理。在主副两端安装抛锚,以此为基础,绘制水下潜管安置示意图,利用遗传算法对种群进行初始化、编码、适应度函数选择、路径选择、杂交、变异等处理,由此实现绞吸式挖泥船水下潜管最优路径疏浚施工技术研究。通过实验对比结果可知,该技术比传统技术最少淤泥堆量可达到320 m~2,疏浚效果较好。