Experimentelle Untersuchung der mechanischen und wasserdichten Eigenschaften der synergistischen Verstärkung tropischer Bodenschrägen durch MICP und ausgewählte Pflanzen
Zur Verbesserung der Stabilität tropischer Bodenschrägen, zur Lösung der Defekte einheitlicher Verstärkungstechniken und zur Entwicklung grüner, kohlenstoffarmer Verstärkungstechnologien wurde die Machbarkeit der synergistischen Verstärkung von Ton mit niedrigem Flüssigkeitsgrenzwert durch mikrobiell induzierten Calciumcarbonat-Niederschlag (MICP) und ausgewählte Pflanzen untersucht. Es wurden drei typische tropische Pflanzen ausgewählt, und durch Simulation der Licht- und Temperaturbedingungen in tropischen Gebieten sowie der Bodenverhältnisse nach MICP-Verstärkung wurde der am besten angepasste Teppichrasen ausgewählt. Der geeignete Konzentrationsbereich der Bindeflüssigkeit für sein Wachstum wurde auf 0,2 bis 0,6 mol/L bestimmt. Anschließend wurden Direkt-Scher-, unkonfinierte Druck- und Durchlässigkeitstests durchgeführt, kombiniert mit mikroskopischen Analysen SEM, EDS und XRD, um die makroskopischen Eigenschaften und Wirkmechanismen der synergistischen Verstärkung systematisch zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass nach der MICP-Pflanzen-Synergiebehandlung die Kohäsion des Bodens, der innere Reibungswinkel und die unkonfinierte Druckfestigkeit im Vergleich zur unbehandelten Gruppe um 145,9 %, 100,4 % bzw. 161,8 % erhöht wurden, der Durchlässigkeitskoeffizient auf 6,81×10-8 m/s gesunken ist und die Abdichtungsleistung sich um etwa zwei Größenordnungen verbessert hat. Die mikroskopische Analyse zeigt, dass das durch MICP erzeugte Calciumcarbonat eine "Bindemittel-Bewehrung"-Verbundstruktur mit den Pflanzenwurzeln bildet, die Bodenporen füllt und die Verankerungswirkung an der Wurzel-Boden-Grenzfläche verstärkt; die Synergie von MICP und Pflanzen verbessert nicht nur die mechanischen Eigenschaften des tropischen Tons mit niedrigem Flüssigkeitsgrenzwert erheblich, sondern erhöht auch dessen Wasserdichtigkeit deutlich und mildert effektiv das Problem der Hanginstabilität, das durch das Eindringen und die Erosion bei tropischen Starkregen verursacht wird.