基于导电机制的电渗法加固吹填淤泥机理研究与效果预测

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708507
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Effective treatment of reclaimed sludge is one of the key problems for reclamation project. Electro-osmosis is considered a very promising method. However, the limited knowledge into the consolidation mechanism, especially the relationship among current, drainage and the soil consolidation, has long hindered the engineering application of electro-osmosis. A series of electro-osmotic experiments will be conducted with reclaimed sludge under different conditions. The variations of electro-osmotic transport and electric conductivity of the soil will be studied. The relationship between current and electro-osmotic drainage will be analyzed. The changes of pore morphologyof the soils before and after experiments will be explored, based on which electro-osmotic dewatering and pore shrinkage will be compared. Based on the experimental studies, theoretical models for the electro-osmotic transport and electric conductivity will be built and a novel theory to compute electro-osmotic dewatering will be proposed. Furthermore, the new theory will be verified by real projects. Finally, approaches for assessment of the feasibility of electro-osmosis will be established. This study aims to reveal electro-osmotic mechanism from the perspective of electrical conductivity for the first time. The ultimate object is to facilitate effectively electro-osmotic consolidation of reclaimed sludge with reasonable and simple calculation method. The study is of great value for the widespread application of electro-osmosis in real projects.
吹填淤泥的加固是制约围海造陆工程发展的关键技术难题之一,电渗法被认为是很有发展前途的方法。但目前对电渗机理的研究存在不足,尤其是从电渗本质出发对电渗水流、电流、土体固结三者关系的研究还很欠缺,直接影响了其计算理论的可靠性和工程应用。本项目在不同试验条件下采用吹填淤泥开展电渗试验,研究电渗运移量、电导率的发展规律和关键影响因素,揭示电渗水流与电流的耦合作用机理;开展电渗和堆载对比试验,研究试验前后土体孔隙结构变化,获得电渗排水与土体固结的关联机制。据此建立电渗运移量、电导率与关键影响因素的关系式,提出基于导电机制的电渗固结模型。通过工程实例对该模型进行验证和完善,提出可靠的电渗加固效果预测方法。本项目基于导电机制揭示电渗法加固机理,目的是实现吹填淤泥的有效处理,并为之提供可靠的设计计算方法,预期结果对于推动电渗法工程应用具有重要的理论意义和实用价值。

结项摘要

吹填淤泥的加固处理是吹填造陆工程顺利开展的前期之一,电渗法适用于处理高含水量、低渗透性软土,采用电渗法处理吹填淤泥具有很大的发展前途,但电渗机理的认识不足和合理设计计算方法的欠缺是制约其工程推广应用的关键。电渗加固过程是一个多场耦合问题,从多场耦合角度对电渗机理的认识仍存在欠缺。基于此,本项目开展了系列电渗法和电渗-堆载法室内试验,研究了电渗中电场与渗流场的耦合作用和土体的导电机制,重点分析了电渗运移量和电渗电导率的发展规律和关键影响因素;研究了电渗中土体孔隙特征变化,探讨了电渗排水与土体固结变形的关联机制。研究发现:电渗运移量主要受土壤类型、含水量、含盐量等内因影响,外因(如电极布置形式、电势梯度等)对电渗运移量影响较小,且电渗运移量在电渗主要排水阶段基本维持稳定;土体电渗电导率主要受含水量、含盐量等诸多内部参数影响,受外部因素(如电势梯度,电极材料等)的影响较小;电渗处理后,土体孔隙的空间形态具有变光滑的趋势,结构复杂性减弱,而电渗作用对土体孔隙结构有序性的影响并不明显,通过孔隙结构定量分析发现电渗中土体收缩量小于排水量,说明电渗过程中土体处于非饱和状态,堆载作用可以进一步压缩土体、有效减小电渗排水与土体收缩的差值,因此实际工程中推荐电渗法与堆载预压或真空预压法等联合作用;基于大量数据分析,提出了电渗运移量和电导率的理论公式,推导得到基于导电机制的电渗排水量计算方法和土体固结变形估算方法,并将该方法与已有的基于Esrig理论的方法进行了比较,结果表明该方法对电渗排水量的预估准确性更高,可为实际工程应用提供理论和技术指导。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
杭州淤泥质土的电渗电导率特性研究
  • DOI:
    10.13722/j.cnki.jrme.2018.1434
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗战友;陶燕丽;周建;邹宝平;祝行
  • 通讯作者:
    祝行
生物表面活性剂与柠檬酸联合用于污泥电渗脱水
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    东南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周建;魏利闯;詹芳蕾;陶燕丽
  • 通讯作者:
    陶燕丽
Experimental Study of Electro-Kinetic Dewatering of Silt Based on the Electro-Osmotic Coefficient
基于电渗透系数的淤泥电动脱水实验研究
  • DOI:
    10.1089/ees.2018.0458
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Environmental Engineering Science
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Zhou Jian;Tao Yanli;Li Cunyi;Gong Xiaonan
  • 通讯作者:
    Gong Xiaonan
Soil compacting displacements for two jacked piles considering shielding effects
考虑屏蔽效应的两根静压桩的土体压实位移
  • DOI:
    10.1007/s11440-019-00911-w
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Acta Geotechnica
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Luo Zhanyou;Tao Yanli;Gong Xiaonan;Zou Baoping
  • 通讯作者:
    Zou Baoping
电渗作用下软土细观孔隙结构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Civil, Architectural and Environmental Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶燕丽;龚晓南;周建;罗战友;祝行
  • 通讯作者:
    祝行

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其他文献

生物表面活性剂及其与柠檬酸联合用于污泥重金 属电动修复
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《湖南大学学报(自然科学版)》
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周建;魏利闯;詹芳蕾;陶燕丽
  • 通讯作者:
    陶燕丽
基于PFC数值试验的单锯齿节理抗剪强度应力效应研究
  • DOI:
    10.13774/j.cnki.kjtb.2019.07.018
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科技通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗战友;李棋;邹宝平;陶燕丽;李超
  • 通讯作者:
    李超
软土地区嵌岩连续墙与非嵌岩连续墙维护性状对比分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘念武;龚晓南;陶燕丽
  • 通讯作者:
    陶燕丽
基于不同边界条件下岩石强度尺寸效应的数值模拟研究
  • DOI:
    10.13774/j.cnki.kjtb.2019.08.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科技通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗战友;陈超;邹宝平;陶燕丽
  • 通讯作者:
    陶燕丽
3种因素影响下固化废弃淤泥的微观特性研究
  • DOI:
    10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202108041
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    水文地质工程地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨浩;朱剑锋;陶燕丽
  • 通讯作者:
    陶燕丽

其他文献

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陶燕丽的其他基金

电渗-工业废料木质素协同作用下疏浚淤泥固化机理研究
  • 批准号:
    52378378
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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