电动加固方法主要包括电渗排水固结与电渗化学加固,可用来处理传统地基处理方法较难处理的含水量高,渗透系数低的软土地基。与传统地基处理方法相比,电动加固具有固结速度快,安全性高,工程造价低,产生土壤胶体使土颗粒胶结、排水速率与土颗粒大小无关等优点,具有良好的工程应用前景。但目前为止,因电动加固固结机理不完善,相关计算方法不成熟,缺乏合理的现场设计方法,电极腐蚀过重等问题,限制了电动加固的发展。本文总结了电动加固的发展与研究现状,对电动加固理论机理与电动加固的使用范围进行介绍,根据软土沉积的成因与分类,对软土的工程性质进行概括,并基于现有研究成果,给出一维、二维电渗固结孔压解与按应力定义的固结度表达式。在电动加固理论的基础上,依据工程需求,完善电渗设计方法,解决电极腐蚀等问题,本文进行一系列的室内试验,并依据试验结果,进行电势场模拟与相关现场试验。本文主要研究工作与取得的成果如下:1.自行设计一组室内电动加固模型试验系统。首先开展不同电势梯度下单对电极的电渗排水固结试验,分析电势梯度对土体加固作用的影响。然后依据实际工程中电极布置形式,进行电极组电渗排水固结试验,首次提出电极间距比的概念,即相邻同性电极间距与相邻异性电极间距之比,最终通过试验得出最佳电极间距比与最佳输入电压。2.为解决电极腐蚀问题,本文研制出新型复合电极材料。目前已证实碳纤维电极在电动加固中的有效性,但电流过大时,碳纤维电极易发生断裂。故根据电动加固机理,在碳纤维电极上加入辅助金属电极与塑料排水板等,形成新型复合电极,既能提高电渗排水固结效率,又能有效解决电极腐蚀与碳纤维易断的问题。经过对比新型复合电极与传统金属电极,证明其有效性,并得出适合该电极的电势梯度。3.在电渗排水固结试验的基础上,针对试验过程中存在的问题,提出电渗化学加固方法。单对电极电渗化学加固过程中,对比电渗排水固结与电渗化学加固,结果显示,经过注入化学浆液的电渗化学加固试验承载力显著提高,且加固效果更加均匀。电极组电渗化学加固试验中,对单液注浆与双液注浆进行对比分析,结果显示注入水玻璃溶液可以有效的缓解土体加固过程中裂缝的发展。4.利用单对电极的电渗排水固结试验数据,对不同方向的电势变化进行拟合,通过编程、计算对电渗排水固结试验中的电势场进行模拟,在此基础上对大连地区的阴阳电极比例为1:3的现场试验进行模拟,模拟结果较好,并分析电势场分布与最终土体承载力之间的关系。然后基于Comsol模拟电势场的需求,设计两组不同排渗方向的室内试验,并依据试验模型对电势场分布进行模拟。最后,利用模拟结果对大连地区的现场试验进行分析,能够较为准确对现场试验加固效果进行解释,并提出可利用数值模拟方法对现场试验的电极距与电极数量进行调整,给出合理的现场设计方法。5.本文从工程实际出发,为解决沿海地区软土地基承载力不足与预应力锚索锚固力不足的问题,将电动加固方法应用到实际工程。通过室内试验研究成果,应用电渗化学加固方法对大连地区的软土地基进行加固,并用于提高营口地区深基坑桩锚支护结构体系中的锚索锚固力,验证了电渗化学加固方法的可行性。同时,利用电渗化学加固提高锚固工程中锚索锚固力的现场试验,亦是此方法在该类基坑工程中的首次应用,取得显著的工程效果。本文的研究成果将为以后的工程实例提供参考与借鉴。