纳米材料对软黏土电渗加固效果影响的试验研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ARMYUN1981
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软黏土由于其低渗透性、低承载力和高含水率,不适合直接作为工程中的建设用地。目前,电渗排水法是降低细颗粒土体含水率的有效方法,然而这种电化学技术的效率仍需要进一步提高才可以更好的用于实践。纳米材料作为近几十年内涌现的最有前途材料之一,低掺量下就能够显著改善土体的物理力学性质。本文基于纳米材料的独特性质,将其用于黏土的加固中,并将纳米材料与电渗排水技术相结合,开展了系列室内电渗试验,探究纳米材料对电渗排水效果的影响规律,为电渗法加固软土地基提供新思路。主要研究内容和结论如下:(1)将碳纳米管、不同粒径纳米二氧化硅用于黏土的改性。试验发现纳米材料可以提高土体的液限,并且液限随着纳米材料含量的增加而增大。无侧限抗压强度随纳米材料的掺入呈线性增长,同掺量下碳纳米管取得的抗压强度最大,抗压强度得到提升的同时,试样的脆性有所增加。改性后土体的最终压缩量和压缩系数均明显减小。最后通过微观结构分析解释其宏观力学性质的变化机制。(2)利用自行设计的电渗排水装置,探究纳米材料与电渗法相结合下黏土加固效果。从电渗过程排水量、抗剪强度、土体电阻等多方面进行对比分析,结果表明,纳米材料的掺入可以减少土体电阻和裂缝的开展,对排水具有促进作用。在此基础上,通过引入适量体积的电解质溶液可进一步提高电渗加固效果。(3)选取纳米硅溶胶作为电渗过程中的阳极液,利用电场驱动带电纳米粒子进入土体。电渗试验证实了纳米硅溶胶可在较低能耗下实现对排水的促进以及抗剪强度的提高,并结合微观结构测试和元素分析手段,证明了纳米二氧化硅可从阳极向阴极迁移,填充土体孔隙,为纳米材料结合电渗排水法提供一种非开挖式的加固方法。
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