路基含水率極大地影響路基承載力,含水率過高會使路基正常施工受到干擾,并帶來各種不明的工程隱患。運營期的路基在一系列內(nèi)外因素作用下,會出現(xiàn)水分遷移和濕度重分布現(xiàn)象,路基土含水率上升甚至達到飽和,使公路在運營期發(fā)生水損害。因此,降低運營期過濕路基的含水率對保證道路正常使用有著重要作用。電滲法常用于高含水率土體的排水,具有排水效率高、土體固結(jié)快且不受土體顆粒大小的影響等優(yōu)點,常被用于地基排水工程中。本文提出將電滲法用于運營期過濕路基排水工程中,并開展了相關研究;利用自行設計的三維室內(nèi)試驗模型箱模擬運營期過濕路基的電滲排水過程,研究了不同電滲參數(shù)下土體模型的排水效果,并通過數(shù)值模擬方法研究電滲過程中土體含水率數(shù)值的變化規(guī)律,為電滲法在工程中的應用提供參考。論文主要的研究成果和結(jié)論如下:（1）本文設計了一套三維的路基電滲排水室內(nèi)試驗模型裝置,利用該裝置模擬運營期路基的電滲排水過程,研究不同通電方式、通電電壓及土體初始含水率等排水工況下的路基排水過程,并對試驗過程中土體整個空間不同點位的排水量、含水率、土體沉降和能耗等試驗參數(shù)進行分析研究;（2）當采用不同通電方式進行排水處理時,電滲后的土體參數(shù)有... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１電滲法電極排布形式??

山東大學碩士學位論文??水分子和水化陽離子在電場作用下隨機分布在土顆粒表面的一定距離內(nèi)，根據(jù)電??場力的大小和與土顆粒表面的距離可將離子層分為兩層：距離土顆粒表面很近范??圍內(nèi)的陽離子緊密排列，形成吸附層，稱為Ｓｔｅｍ層或者內(nèi)Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層；當水化??陽離子距土顆粒表面距離增加時，土顆粒對二者的吸引力降低，導致其在土顆粒??表面排列變得逐漸疏松，從而形成擴散層，即外Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層。土顆粒在溶液中的??移動會帶動內(nèi)Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層與外Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層中的離子一起運動，而距離較遠的離??子不會隨之移動；因此，定義外Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層的外表面為滑動面。??１榮愛？?０?？」??ＩＩ?％？?？?０?？??ＩＩ??Ｉｆ?？？＠？?？?？??＊１１?ｌ？＠?Ｊ?？?￥??十Ｓ十十￥??１１１１荽荽）任十??Ｍ耋？?％④?？?？??？Ｓ？?？?？?十??（ｉ他二丨‘）！?叫?擴收層?｜?，ｉ，ｎｈ孔ｅｆｔ水??圖１．２雙電層模型示意圖??土顆粒表面的電位稱作表面電位０〇，內(nèi)Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層與外Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層交界處??的電位稱為Ｓｔｅｍ電位０Ｓ，滑動面上的電位稱為ｚｅｔａ電位Ｃ。圖〗．３所示為土顆粒??表面電場強度分布圖。??１１??

山東大學碩士學位論文??表酣屯位??顆?＇??ｎ?＼??表?＼??ｍ?＼??電勢分布曲線??Ｓｔｅｍ電位??ｚｅｔａ電位??圖１．３?土顆粒表面電場強度分布圖??在土體兩端施加直流電后，土顆粒表面的雙電層受到擾動，內(nèi)Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層中??的離子與土體緊密吸附，幾乎不會發(fā)生移動；外Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ層和水中的陽離子發(fā)生??移動，移動過程中將帶動土體中的極性水分子向陰極附近聚集并從土體中排出，??使土體發(fā)生排水固結(jié)。??Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ－Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ理論模型即從雙電層理論發(fā)展起來，可以較好地解釋??土體電滲機理。Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ－Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ理論認為電滲流速可通過公式（１．１）計??算獲得。??ｖ；＝＾?（１．１）??式中，＜為土體孔隙電滲流的流速；Ｃ為ｚｅ／ｏ電位；Ｚ）為雙電層介電常數(shù)；￡為電??場強度；；７為孔隙流體的粘滯系數(shù)。??土體斷面上的平均流速為：??ｖｅ＝＾＾ｎ?（１．２）??４７Ｔ７Ｊ??式中，ｖｅ為土體孔隙斷面上的平均流速；《為孔隙率。??電滲滲透系數(shù)是指單位電勢梯度下土體中滲流的速度，根據(jù)這個定義可得到??電滲滲透系數(shù)的計算公式，艮Ｐ：??１２??

【參考文獻】：
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本文編號：2976145