电化学加固对崩岗崩壁土体抗剪特性的影响

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jluzoro
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崩岗侵蚀是我国南方红壤区最严重的土壤侵蚀类型之一,崩岗中崩壁的崩塌是侵蚀发展的关键过程。虽然目前针对崩壁治理已取得了一定的成果,但传统治理措施仍存在费用高、周期长、对环境造成扰动以及特殊地形无法应用等问题。而电化学加固法具有加固速度快、无需大规模开挖、对环境扰动小等优点。因此,本研究以原位加固崩岗崩壁为目的,以安溪县龙门镇一处典型崩岗崩壁(红土层、砂土层、碎屑层)土壤作为研究对象,基于化学电渗法进行室内电动加固试验。通过观测试验过程中电流、排水量、排水速率等参数,对比加固后的原状土与重塑土的抗剪特性,分析加固后土体的微团聚体和机械组成情况,探究化学电渗法对崩岗崩壁土体力学特性的影响。结果表明:(1)电渗试验初期,CaCl2溶液的注入能显著提高土体导电性,提高电渗效率。与普通电渗法相比,化学电渗法加快了排水速率,缩短了电渗时长,但同时也影响了土体的胶结程度,使加固后土体含水率以及抗剪强度出现分布不均现象。且对三个土层的累计排水量分析得出,对于崩岗土而言,排水总量不能作为衡量加固效果的指标之一。(2)在电化学作用下,红土层加固效果显著,加固后原状土的抗剪强度与CaCl2浓度成正相关关系,即CaCl2浓度为35%时加固效果最好。砂土层和碎屑层中注入CaCl2浓度的试验组,阳极区域抗剪强度有显著提高,中间区域及阴极区域受CaCl2浓度影响的规律不明显。与加固后的原状土相比,三个土层重塑土的粘聚力整体呈下降趋势,内摩擦角有增大趋势,抗剪强度均为CaCl2浓度为0%时最大。(3)通过分析加固后土体的土壤微团聚体组成特征可知,三个土层微团聚体组成中,粒级为0.25-2 mm的含量,较未加固原状土均有所增加,且红土层随着CaCl2浓度的增大,表现出明显的差异性。说明试验过程中电化学作用产生的胶结物质可填充土体,减少土壤颗粒间孔隙,提高土体密实度。化学电渗法可以提高崩岗土壤微团聚体的稳定性,对土体起到加固效果。由土壤质地分析得出,随着CaCl2浓度的增大,三个土层土壤阳极区域的粘粒含量均逐渐减少,阴极区域粘粒含量呈上升趋势。这说明电化学过程中,钙的水合离子吸附粘粒,在电场的作用下从阳极往阴极运动并富集在阴极区域。
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