滨海地区广泛存在的软弱土以及疏浚工程和吹填工程产生的疏浚土和吹填土,通常具有高含水率、高压缩性、低渗透性以及低抗剪强度的特性。在对其进行工程应用之前通常需要进行前置处理,采用传统的地基处理方法往往耗时较长且难以达到预期目标。电渗法加固软土地基,其排水效率与土中孔径大小无关且不易造成地基失稳,被认为是处理高含水率、低渗透性的软土地基较为高效的方法,但其加固机理尚不明确、理论预测值与实际值至今存在较大误差,这些都限制着电渗法的推广应用。本文在前人的基础上,从宏观、微观并行的两条线路上对电渗法加固软土地基进行研究。首先,总结了研究粘性土微观结构的主要测试方法和原理,并在此基础上开展了电渗过程中土体微观孔隙结构发展规律的室内试验研究,这一部分主要包含三个室内试验。第一个试验对比分析了黄铜和纯铝作为阴阳电极材料时的表现,主要从电渗排水、能耗、SEM图像表面特征以及处理前后土体孔隙分布等方面进行对比;在电渗固结完成后,粘粒结构由空架-蜂窝式结构演化为团聚絮凝结构,粘粒之间的连结方式由边-边连结和边-面连结转化为面-面连结,土体中0.1～1μm孔径的小孔隙占主导地位。第二个试验着重关注电渗过程中土体微观孔隙结构的变化规律,试验结果表明土体微观结构受含水率影响较大,而土体含水率与电渗处理时间以及土体距排水口的距离紧密相关,具有明显的时效性;对阳极土体SEM图像的定量分析表明,电渗对土体微观图像的定向分维值和概率熵影响无规律,因此电渗处理对土体孔隙定向排布特性的影响不明显。第三个室内试验则从微观的角度定性、定量地解释了电渗法联合化学注浆加固土体的机理,结果表明土体表面的承载力与土体微结构的孔隙度分维值负相关。然后,基于以上试验中观测到土体由饱和状态转变为非饱和状态,设计一维电渗排水试验系统性研究土体电渗透系数与饱和度的关系。土体饱和时,实测电渗透系数值与H-S理论预测值小一个数量级,这是因为该理论夸大了电场对水流的驱动力以及忽略了溶液中剩余离子对表面电荷的作用力;土体饱和度区间为50%～100%时,电渗透系数与饱和度Sr存在近似幂函数的关系,用相对电渗透系数可表达为:ke,rel=a（Sr）b,其中a、b均为与土体性质相关的拟合参数。非饱和土体的电渗透系数与土体的孔隙分布有关,土体孔隙尺寸越小,电渗透系数值下降的越快。在此室内试验的基础上,为对比不同土体的电渗系数,本文提出了电渗透系数值实验室测定的标准流程,即以小型改进的Miller Soil Box为基础,采用板状不锈钢电极,施加1 V/cm左右的电势梯度,土体初始含水率应设定为液限或略高于液限;测定时间应设定在整个电渗排水的中前期,即电渗排水速率尚未急剧减小的时间段。接着,基于水头差和电势差引起的水流可以线性叠加和有效应力原理,建立了饱和土体的一维、二维电渗固结理论,给出了常见的阴极排水、阳极不排水边界条件下的孔压、固结度的解析解;介绍了工程中常见的轴对称条件下的电渗固结方程及其解析解。通过有限元软件Comsol对二维情况土体电渗进行模拟,修正了二维电渗解析解中不合理的边界条件假定,并对比不同电渗透系数与水力渗透系数比值下的孔隙水压力分布,结果表明电渗法更适于处理ke/kh≥10的低渗透性的黏土。最后,考虑到实际工程中土体通常是含气泡的高饱和度土,将土中孔隙流体视为具有可压缩性的混合流体,通过联立质量连续方程和非饱和土有效应力公式推导了一维条件下的高饱和度土电渗固结方程,并给出了阴极排水、阳极不排水边界条件下的解析解。算例结果表明,高饱和度土的固结度发展略微慢于饱和土,但最终的孔隙水压力要明显小于饱和土。基于非饱和土的达西定律、欧姆定律和质量连续方程,推导了非饱和土电渗时的水分运移方程,对比方程的计算结果与文献中的实际数据发现两者吻合较好,证实了该方程的实用性。