›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (10): 3043-3050.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析

梁健伟1,房营光2, 3,谷任国2, 3   

  1. 1.广东省电力设计研究院,广州 510663;2.华南理工大学 土木与交通学院,广州 510641;3.亚热带建筑科学国家重点试验室,广州 510641
  • 收稿日期:2009-09-07 出版日期:2010-10-10 发布日期:2010-10-14
  • 通讯作者: 谷任国,男,1979年生,博士后,主要从事岩土及地下结构方面的基础研究。 E-mail:rggu@scut.edu.cn
  • 作者简介:梁健伟,男,1981年生,博士,主要从事岩土及地下结构方面的基础研究。
  • 基金资助:

    亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题资助项目(No. 2008ZA11)。

Analysis of microelectric field effect of seepage in tiny-particle clay

LIANG Jian-wei1, FANG Ying-guang 2, 3, GU Ren-guo 2, 3   

  1. 1. Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510663, China; 2. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China; 3. State Key Laboratory of Subtropical Building Science, Guangzhou 510641, China
  • Received:2009-09-07 Online:2010-10-10 Published:2010-10-14

摘要:

采用渗流固结法试验结合颗粒表面电位分析,研究极细颗粒黏土的渗流的微电场效应,在相同试验条件下完成了5种含不同百分比的人工高岭土与人工膨润土的试样的渗流特性测试。测试结果表明,微孔渗流的微电场效应对极细颗粒黏土的渗流特性有相当显著的影响,随着孔隙液离子浓度的升降或土颗粒表面电位的增减,试样的渗透系数会随之发生改变;在相同的孔隙液离子浓度下,随着膨润土相对含量的增加,试样的渗透系数随之降低。对科威特软土的渗流固结试验证实了人工土的微电场效应的产生机制与变化规律同样适用于天然软土。试验结果分析认为,在黏土-水-电解质系统的相互作用下,黏土矿物通过土颗粒表面的结合水影响试样的渗流特性,而土颗粒表面电荷的微电场作用是极细颗粒黏土渗流特性改变的内在原因之一。

关键词: 极细颗粒黏土, 渗流固结法, 表面电位, 渗流的微电场效应, 结合水, 等效渗透系数

Abstract:

To explore the microelectric field effect of seepage(MEFES) in tiny-particle clay, consolidation experiments combined with analysis of particle surface potential are carried out. Five kinds of samples with different contents of kaolinite and bentonite are tested under the same experimental condition. The results show that the MEFES in micropore have great influence on seepage characteristic of tiny-particle clay. The permeability coefficient changes with the ion concentrations in pore water or with the surface potential on clay particles; and that the permeability coefficient decreases with the increasing relative content of bentonite under the same ion concentration in pore water. The same tests on Kuwait soil verify that the generation mechanism and regularity of MEFES in artificial soil can also be applied to natural soft soil. The conclusion shows that under the interaction of clay-water-electrolyte system, clay minerals influence the seepage characteristics in clay by bound water on the particle surface; and one of the intrinsic reasons for the change of the seepage characteristics in tiny-particle clay is the microelectric field effect produced by surface charges on clay particles.

Key words: tiny-particle clay, seepage consolidation method, surface potential, microelectric field effect of seepage (MEFES), bound water, equivalent coefficient of permeability

中图分类号: 

  • TU 411
[1] 李 硕,王常明,吴 谦,张志敏,张兆楠,. 上海淤泥质黏土固结蠕变过程中结合水与微结构的变化[J]. , 2017, 38(10): 2809-2816.
[2] 吕海波,蒋文宇,赵艳林,曾召田, . 南宁膨胀土的体积含水率-等效介电常数关系[J]. , 2016, 37(8): 2145-2150.
[3] 夏 伟 ,符文熹 ,赵 敏 ,周 勇,. 多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验[J]. , 2016, 37(11): 3175-3183.
[4] 刘日成 ,蒋宇静 ,李 博 ,王肖珊 ,徐帮树 ,蔚立元,. 基于逆Broyden秩1拟牛顿迭代法的岩体裂隙网络渗流特性研究[J]. , 2016, 37(1): 219-228.
[5] 刘勇健,符 纳,林 辉. 冲击荷载作用下海积软土的动力释水规律研究[J]. , 2014, 35(S1): 71-77.
[6] 张先伟 ,王常明 ,李军霞 . 软土固结蠕变特性及机制研究[J]. , 2011, 32(12): 3584-3590.
[7] 张先伟 ,王常明. 结构性软土的黏滞系数[J]. , 2011, 32(11): 3276-3282.
[8] 谷任国,房营光. 极细颗粒黏土渗流离子效应的试验研究[J]. , 2009, 30(6): 1595-1598.
[9] 谷任国,房营光 . 矿物成分对软黏土流变性质影响的试验研究[J]. , 2007, 28(12): 2681-2686.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏龙海,王明年,赵东平,吉艳雷. 翔安海底公路隧道陆域段变形控制措施研究[J]. , 2010, 31(2): 577 -581 .
[2] 陈运平,王思敬. 多级循环荷载下饱和岩石的弹塑性响应[J]. , 2010, 31(4): 1030 -1034 .
[3] 陈 宇,张庆贺,朱继文,姚海明. 双圆盾构穿越下立交结构的流-固耦合数值模拟[J]. , 2010, 31(6): 1950 -1955 .
[4] 顾绍付,刘仰韶,刘仕顺. Asaoka法推算软基沉降偏差的修正方法探讨[J]. , 2010, 31(7): 2238 -2240 .
[5] 高树生,钱根宝,王 彬,杨作明,刘华勋. 新疆火山岩双重介质气藏供排气机理数值模拟研究[J]. , 2011, 32(1): 276 -280 .
[6] 李雄威,孔令伟,郭爱国. 气候影响下膨胀土工程性质的原位响应特征试验研究[J]. , 2009, 30(7): 2069 -2074 .
[7] 宋勇军,胡 伟,王德胜,周军林. 基于修正剑桥模型的挤密桩挤土效应分析[J]. , 2011, 32(3): 811 -814 .
[8] 鲁 涛,王孔伟,李建林. 库水压力作用下砂岩破坏形式的探究[J]. , 2011, 32(S1): 413 -0418 .
[9] 魏明尧,王恩元,刘晓斐,王 超. 深部煤层卸压爆破防治冲击地压效果的数值模拟研究[J]. , 2011, 32(8): 2539 -2543 .
[10] 黄茂松 ,李 波 . 往复荷载下层状地基柔性筏板-群桩共同作用分析[J]. , 2012, 33(8): 2388 -2394 .