Experimentelle Untersuchung der mechanischen und durchlässigkeitsbezogenen Eigenschaften der synergistischen Verstärkung tropischer Bodenschrägen mit MICP und ausgewählten Pflanzen

SU Yonghui ,  

CUI Jie ,  

WANG Lang ,  

XU Zikun ,  

ZHANG Youliang ,  

摘要

Um die Stabilität tropischer Bodenschrägen zu verbessern, die Mängel einzelner Verstärkungstechnologien zu beheben und grüne kohlenstoffarme Verstärkungstechniken zu entwickeln, wurde die Machbarkeit der synergistischen Verstärkung von niedrigflüssigkeitsbegrenztem Ton mittels mikrobieninduzierter Calciumcarbonat-Ablagerung (MICP) und ausgewählten Pflanzen untersucht. Es wurden 3 typische tropische Pflanzen ausgewählt, und durch Simulation der Licht- und Temperaturbedingungen der Tropen sowie der Bodenbedingungen nach MICP-Verstärkung wurde das am besten angepasste Teppichgras ausgewählt, wobei der geeignete Bindemittelkonzentrationsbereich für sein Wachstum auf 0,2 bis 0,6 mol/L festgelegt wurde. Es wurden Direkt-Scher-, unkonfiniert-druckfestigkeits- und Permeabilitätsprüfungen durchgeführt, kombiniert mit SEM-, EDS- und XRD-Mikroanalysen, um die makroskopischen Leistungen und Wirkmechanismen der synergistischen Verstärkung systematisch zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass nach der synergistischen Behandlung mit MICP und Pflanzen die Kohäsion, der innere Reibungswinkel und die unkonfinierte Druckfestigkeit des Bodens im Vergleich zur unbehandelten Gruppe um 145,9 %, 100,4 % bzw. 161,8 % erhöht wurden, der Permeabilitätskoeffizient auf 6,81×10⁻⁸ m/s sank und die Durchlässigkeitsleistung um etwa zwei Zehnerpotenzen verbessert wurde. Die Mikroanalyse zeigte, dass das durch MICP gebildete Calciumcarbonat mit den Pflanzenwurzeln eine „Verbindungs-Bewehrungs“-Verbundstruktur bildete, die die Bodenporen füllte und die Ankerwirkung an der Wurzel-Boden-Grenzfläche verstärkte. Die synergistische Wirkung von MICP und Pflanzen verbesserte nicht nur die mechanischen Eigenschaften tropischer niedrigflüssigkeitsbegrenzter Tone erheblich, sondern verstärkte auch ihre Durchlässigkeitsleistung deutlich und minderte effektiv das Problem der Hanginstabilität, verursacht durch Niederschlagseintrag und Erosion bei tropischen Starkregen.

关键词

Mikrobieninduzierte Calciumcarbonat-Ablagerung;Pflanzen;Permeabilitätsprüfung;Mikroanalyse;unkonfinierte Druckfestigkeit

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