尾矿库堆积坝砂粒因水力传导率低、透水性差等特点，导致堆积坝排水能力差、固结时间长和力学强度低等问题，容易引起堆积坝失稳等地质灾害。结合细尾砂比表面积大以及强带电特性和电渗原理，提出通过外加电场促进其脱水固结的探索性思路，以铁细尾砂为研究对象，遵循与湿排尾矿堆积坝砂样状态相似原理，采用自主研发的一维水平电渗试验装置进行物理模拟试验，研究电位梯度对细尾砂排水量、蒸发量、排水速率的变化规律，结合作用前后的细尾砂试样直剪强度、X射线衍射和扫描电镜（SEM）等表征测试，分析电场对细尾砂脱水固结的效果及其作用机制。结果表明：(1)施加电场对细尾砂脱水固结有促进作用，并且随着电位梯度的增大总脱水量呈先升高后基本稳定的规律，在电位梯度1和6V/cm作用下的总脱水效果最佳，总脱水量增加1.61倍。需要说明的是，在0～1V/cm脱水以电渗作用为主，在1～6V/cm脱水以电蒸发作用为主；(2)施加电场后细尾砂剪应力曲线由平缓型变为波峰型，说明具内聚力增强，抗剪强度提高了12.4%～21.7%，同一电位梯度下阳极较阴极增幅明显；(3)施加电场作用后的阳极区域新生成褐铁矿、石膏和铁氧化物等矿物，阴极区域未有新矿物生成；(4)电场促进细尾砂脱水固结的作用机理主要有4方面：电渗排水作用、电泳迁移小颗粒运移聚集作用、电化学反应在阳极附近产生的胶结物质作用和电蒸发效应等。研究结果为外加电场促进细尾砂脱水固结提供了一定的理论与应用价值。

0 引言
1 电渗提高细尾砂脱水固结原理
2 试验
2.1 试验样品
2.2 试验装置
2.3 试验方案
2.4 试验步骤
2.5 表征方案
3 试验数据结果和分析
3.1 电位梯度对细尾砂排水量及排水速率的影响
3.2 电位梯度对细尾砂蒸发量的影响
4 表征测试
4.1 直剪强度表征
4.2 X射线衍射表征
4.3 扫描电镜（SEM）表征
5 机理
6 结论

郭俊庆,龙腾,柴肇云,等.电位梯度对细尾砂脱水固结特性的影响规律及其机理研究[J/OL].煤炭学报,1-12[2025-03-16].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1055.