电渗现象

《物理学名词》第三版。 2100433B

2019年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

单位场强下的液体移动速度称为电渗速度。液体的电渗速度与固液两相间的ξ电势成简单的正比关系，所以可以利用电渗来测量ξ电势，但此法只限于能形成毛细管或多孔介质的材料。电渗技术在工业中常用于， 增强微流道内的流体混合， 驱除产品中的水分，制备多孔介质材料， 控制生物芯片中的液体薄膜移动等实际应用。

电渗力是一种利用电能对地基进行加固的地基处理方法，电渗力的历史可以追溯至 1809 俄国学者 Reuss 的研究工作，后来各国学者在其加固机理与应用方面开展了大量的研究工作。电渗力具有加固速度快，对细颗粒、低渗透性土有良好的加固效果等优点。由于电渗力需要消耗大量的电能，因此，在很长一段时间内，对电渗力的研究是以室内实验研究为主，而现场应用却不多见。随着我国港口建设的飞速发展，利用港池和航道疏浚土吹填造陆工程如雨后春笋般地不断涌现。疏浚土往往具有细颗粒、高塑性、低渗透等特性，采用常规排水固结法加固这种地基时，初期效果比较显著，但后期加固效果明显下降，表现为后期沉降缓慢，加固后的强度值较小，加固效果并非十分理想。电渗加固效果对土颗粒大小并不敏感，而且随着经济的发展和技术水平的提高，电渗力很可能成为此类土的一种高效且造价可以承受的地基加固方法。

电渗加固机理要从土的微观结构说起。土是固—液—气三相分散系。土的固相即土颗粒，其表面通常带有负电荷，在外加电场作用下，向电势高处运动，此现象称为电泳；土的液相即土中水，它极易和被溶解的物质如水中的阳离子结合成水化阳离子，在外加电场作用下，向电势低处运动，此现象称为电渗。土中水分为结合水和自由水。自由水是指在双电层影响以外的水，排水固结法排出的的水是自由水。结合水是受双电层影响， 吸附于土粒表面的水，可分为强结合水和弱结合水。强结合水很难排出， 但其性质已接近固体，因此不对土体加固产生影响；弱结合水因为受土粒静电场的影响，一般的排水固结法很难将其排出，但在外加直流电场的作用下，部分弱结合水可以摆脱静电场的束缚被排出，这是电渗力的优势所在，即电渗不仅可以排出自由水，还可以排出弱结合水。