电渗技术在改良土壤方面的应用研究

　　现场土体有效电势观测

　　电渗后土体的固结很不均匀，总的来说符合阳极处沉降较大阴极处较小的特点，靠近阳极比靠近阴极有效电势要大，接近阴极，沉降量最大。裂缝处，由于裂缝且含水率较高的原因塌陷较大，但它们随着阳极的变干而隆起，沉降量反而显得小[5]。针对这种情况，试验过程中考虑过采用交换电极的阴阳极的方式来改善，受传统电极固有缺陷的影响[6]，效果并不理想。

　　分析与思考

　　本实验尝试多种手段，如交换电极，间歇通电等进行了一组典型的传统单一电渗试验，从试验结果来看，电渗降水后土体的平均含水率相对于初始含水率减少了30%，最低处相对电渗前减少的比例达到60%。加固取得一定效果;但是并不理想，采用的多种手段更是进一步暴露了传统单一电渗过程中存在的各个问题，具体归纳如下。

　　(1)阳极表面电蚀严重，很多学者认为电极的严重电蚀在很大程度上影响阳极的导电性，但是从本实验过程可以看出，已产生电蚀的电极在土体中新的位置上仍能发挥较大的作用，延续电渗的排水效率，同时与土体接触的界面电阻也未见较大幅度的增大，可见电极的电蚀会在一定程度上影响电渗效率，但不是主要因素。

　　(2)电极与土体接触面电势损失较大，界面电阻的存在影响较大。

　　(3)阳极周围排水固结速度较快，土体迅速干硬，试验后阳极周围土体，呈现较好的结构性，随着电渗过程的进行，土体产生负孔隙水压力，越接近阳极处，该负孔隙水压力越大，土体已从饱和状态转为非饱和状态，由此导致较高的不排水抗剪强度。

　　(4)土体产生许多纵向裂缝，因为土体上部没有任何荷载，一方面土体中水分排出，另一方面电泳过程伴随电渗发生，少量土颗粒向阳极端运移，造成土体阳极处和阴极处都产生较大和较深的纵向裂缝。裂缝的存在加大了土体的电阻率，同时阻碍了电流的有效传递。

　　制约电渗效率进一步进行的主要因素有三个方面。

　　● 阳极附近的负孔压也就是吸力逐渐增大，并与阴极端产生的较小的负孔压形成压力梯度[7]，使水趋向于由阴极向阳极移动，这与原来的电渗流方向相反，当二者产生的水力坡降相等时，电渗就达到平衡，效率也就趋于零。

　　● 随着土体中裂隙的发生，和土体本身含水率的降低，土体本身的电阻率越来越大，从而进一步影响土体中电渗的主要驱动力——电流的减小，使得电渗效率变低。

　　● 电极与土体接触端较大的界面电阻的存在，使得实际传到土体中的有效电势大大减小，一定程度上降低了电渗效率，电能利用率降低。