電滲技術(shù)在改良土壤方面的應(yīng)用研究

　　現(xiàn)場土體有效電勢觀測

　　電滲后土體的固結(jié)很不均勻，總的來說符合陽極處沉降較大陰極處較小的特點(diǎn)，靠近陽極比靠近陰極有效電勢要大，接近陰極，沉降量最大。裂縫處，由于裂縫且含水率較高的原因塌陷較大，但它們隨著陽極的變干而隆起，沉降量反而顯得小[5]。針對這種情況，試驗(yàn)過程中考慮過采用交換電極的陰陽極的方式來改善，受傳統(tǒng)電極固有缺陷的影響[6]，效果并不理想。

　　分析與思考

　　本實(shí)驗(yàn)嘗試多種手段，如交換電極，間歇通電等進(jìn)行了一組典型的傳統(tǒng)單一電滲試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來看，電滲降水后土體的平均含水率相對于初始含水率減少了30%，最低處相對電滲前減少的比例達(dá)到60%。加固取得一定效果;但是并不理想，采用的多種手段更是進(jìn)一步暴露了傳統(tǒng)單一電滲過程中存在的各個(gè)問題，具體歸納如下。

　　(1)陽極表面電蝕嚴(yán)重，很多學(xué)者認(rèn)為電極的嚴(yán)重電蝕在很大程度上影響陽極的導(dǎo)電性，但是從本實(shí)驗(yàn)過程可以看出，已產(chǎn)生電蝕的電極在土體中新的位置上仍能發(fā)揮較大的作用，延續(xù)電滲的排水效率，同時(shí)與土體接觸的界面電阻也未見較大幅度的增大，可見電極的電蝕會在一定程度上影響電滲效率，但不是主要因素。

　　(2)電極與土體接觸面電勢損失較大，界面電阻的存在影響較大。

　　(3)陽極周圍排水固結(jié)速度較快，土體迅速干硬，試驗(yàn)后陽極周圍土體，呈現(xiàn)較好的結(jié)構(gòu)性，隨著電滲過程的進(jìn)行，土體產(chǎn)生負(fù)孔隙水壓力，越接近陽極處，該負(fù)孔隙水壓力越大，土體已從飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)為非飽和狀態(tài)，由此導(dǎo)致較高的不排水抗剪強(qiáng)度。

　　(4)土體產(chǎn)生許多縱向裂縫，因?yàn)橥馏w上部沒有任何荷載，一方面土體中水分排出，另一方面電泳過程伴隨電滲發(fā)生，少量土顆粒向陽極端運(yùn)移，造成土體陽極處和陰極處都產(chǎn)生較大和較深的縱向裂縫。裂縫的存在加大了土體的電阻率，同時(shí)阻礙了電流的有效傳遞。

　　制約電滲效率進(jìn)一步進(jìn)行的主要因素有三個(gè)方面。

　　● 陽極附近的負(fù)孔壓也就是吸力逐漸增大，并與陰極端產(chǎn)生的較小的負(fù)孔壓形成壓力梯度[7]，使水趨向于由陰極向陽極移動(dòng)，這與原來的電滲流方向相反，當(dāng)二者產(chǎn)生的水力坡降相等時(shí)，電滲就達(dá)到平衡，效率也就趨于零。

　　● 隨著土體中裂隙的發(fā)生，和土體本身含水率的降低，土體本身的電阻率越來越大，從而進(jìn)一步影響土體中電滲的主要驅(qū)動(dòng)力——電流的減小，使得電滲效率變低。

　　● 電極與土體接觸端較大的界面電阻的存在，使得實(shí)際傳到土體中的有效電勢大大減小，一定程度上降低了電滲效率，電能利用率降低。