电渗模型电阻测量技术

庄艳峰，刘娅妮，郭康仕

(武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072)

在处理深厚的软黏土地基时，电渗法噪声小、排水固结速度快，在减低土体含水量的同时，可显著提高土体的抗剪强度，极大降低土体的灵敏度[1]。此外，该方法对不同深度土体的加固效果较为均匀，且强度基本维持不变[2]。电渗过程中的电现象也可用于去除或封锁土中污染物，传输金属和极性污染物，冲洗土中污染物[3–4]。然而，在实际应用中存在较高的能耗及界面电阻导致的阳极腐蚀[5]、电极产气滞留[6]及电压损失[7–8]等问题，影响电渗能耗。孙召花等[9]进行了真空预压与电渗异步加固的联合试验以降低能耗；苏俊伟[10]将电渗法应用于运营期过湿路基排水工程，研究了不同参数下的土体电渗能耗问题；刘志涛[11]、Nasiri[12]等将电渗法应用于污染土修复，从能耗角度优选添加剂。由此可知，能耗是研究电渗法必须考虑的问题之一。能耗问题与电阻息息相关，电渗中电阻分为电极电阻、接触电阻和土体电阻3个部分，准确测量各部分电阻对电渗设计及应用十分重要。研究发现，当前测量电渗模型中电阻的电势测针法和夹具法均存在一定的缺陷。

电渗模型通电后的土体和电极之间产生的电阻为接触电阻，该电阻常以接触电阻[13–14]或者界面电阻[15–18]表示。电渗中，电极与土体间的接触电阻在接触部位会产生界面电势降，导致作用在土体的有效电压低于电源输出电压。文献[13–16,19]显示，电渗过程中接触部位的界面电势降随时间逐渐增大，土体有效电势占比降低，导致过多的电能浪费在土体与电极的接触部位上。……