[发明专利]一种测定隔水挡板设置对基坑电渗效果影响的模型试验装置与测试方法

说明书

本发明公开了一种测定隔水挡板设置对基坑电渗效果影响的模型试验装置与测试方法，由土箱、土体、隔水挡板、电极板、探针、轻质泡沫板、接线端头、通电夹和直流电源共同组成，将配置好特定含水率的土体填充至土箱基坑顶面高度，填筑中将左侧电极板、隔水挡板和探针埋入基坑一定深度，在隔水挡板左侧和基坑顶面堆填与地面齐平的轻质泡沫板，并在隔水挡板右侧继续填土至预定地面高度，同时设置右侧电极板及探针，静置24小时后，移除泡沫板，通过电渗法对基坑进行加固，并每5分钟测定电极板两极和附近探针的电阻率，确定电渗稳定的时间。通过改变隔水挡板的材料和埋深，是研究实际工程中在隔水材料影响下电渗法固结效果差异的一种有效手段。

技术领域

本发明属于地基处理工程模型试验仪器技术领域，特别涉及一种测定隔水挡板设置对基坑电渗效果影响的模型试验装置与测试方法。

背景技术

随着我国经济的快速增长，基础建设的发展越加成熟，地基土的处理也越来越复杂。软黏土具有含水率高、压缩性大、抗剪强度低、触变性强等不利的工程性质，在实际工程中如果遇到了软土地基都必须进行加固处理。但软土的低渗透性常常导致处理费用昂贵、工期漫长。电渗固结技术能有效提高软土固结度、缩短固结时间，解决渗透性低的地基的固结问题，植入电极并施加直流电场后，土体中将产生电渗流，通过排水提高土体强度，因此，电渗固结是软土排水固结处理的有效技术。

目前，国内外已有电渗固结加固地基土的相关研究，例如：早在20世纪30年代，Casagrande在《Electroosmosis in soils》意识到电渗处理对提高细粒土的抗剪强度和稳定性有重要作用，并将电渗技术应用于岩土工程中的软土加固。1955年汪闻韶在《土力学中电渗问题综合报告》总结了直流电在饱和土中的物理化学作用和对土体物理力学性质的影响，分析了电渗流速的计算模型，提出了电渗和水力渗透混合流公式，阐述了电渗加固软土的机制。1968年Esrig在《Pore pressures，consolidation and electrokinetics》通过假设电势差和水头差引起的水流可以叠加，提出了一维电渗固结理论描述孔隙水压力的变化和饱和土体固结过程。2003年Su和Wang在《The two-dimensional consolidation theoryof electro-osmosis》基于Esrig电渗固结理论的基础上推导了二维固结方程及其不同边界条件情况的解析解，讨论了孔隙水压力分布特征。2008年Rittirong和Shang在《Numerical analysis for electro-osmosis consolidation in two-dimensionalelectric field》基于Esrig固结方程，采用有限差分方法对电渗固结场地进行了二维数值模拟，间接计算了地面沉降过程。2011年李瑛、龚晓南等在《含盐量对软黏土电渗排水影响的试验研究》中，进行了含盐量对电渗固结效果影响的研究。2016年庄艳峰在《电渗排水固结的设计理论和方法》探讨、总结了电渗固结法中电极材料、能耗以及设计的相关理论和设计中可以用的一些方法。但这些研究和设计都没有涉及到基于基坑设置隔水挡板情况下对基坑电渗效果影响的模型装置。

为克服上述不足，本发明提出一种测定隔水挡板设置对基坑电渗效果影响的模型试验装置与测试方法，通过测定不同的隔水材料和不同埋深的情况，对比电渗固结对基坑加固的影响差异，是模拟基坑内存在隔水材料情况下，电渗法固结的影响差异。

发明内容

本发明提供了一种测定隔水挡板设置对基坑电渗效果影响的模型试验装置与测试方法，其目的在于，测试不同材料、不同埋深的隔水挡板作用下电渗影响效果的差异，是研究实际工程中在隔水材料作用下电渗法固结效果的一种有效手段。