Экспериментальное исследование механических и водонепроницаемых свойств укрепления тропических склонов почвы с помощью совместного действия MICP и отобранных растений
Для повышения устойчивости тропических склонов почвы, решения недостатков одиночных укрепляющих технологий и развития зеленых технологий низкоуглеродного укрепления исследована возможность совместного укрепления маложидкостной глины с помощью микробно-индуцированного осаждения карбоната кальция (MICP) и отобранных растений. Были выбраны 3 типичных тропических растения, и путем моделирования условий освещения и температуры тропического региона, а также состояний почвы после укрепления MICP, отобрана наиболее адаптированная ковровая трава, определен диапазон концентраций цементирующего раствора, подходящего для ее роста, от 0.2 до 0.6 моль/л. Далее проведены испытания на прямое сдвиг, неподдерживаемое сжатие и проницаемость, в сочетании с микроскопическим анализом SEM, EDS и XRD, систематически оценены макрофизические свойства и механизмы взаимодействия совместного укрепления. Результаты показали: после совместной обработки MICP и растениями сцепление почвы, внутренний угол трения и прочность на неподдерживаемое сжатие увеличились на 145,9%, 100,4% и 161,8% соответственно по сравнению с неукрепленной группой, коэффициент проницаемости снизился до 6.81×10-8 м/с, водонепроницаемость улучшилась примерно на два порядка. Микроскопический анализ показал, что карбонат кальция, образованный MICP, формирует «цементно-армирующую» композитную структуру с корнями растений, заполняя поры почвы и усиливая анкеровочный эффект интерфейса корень-почва; совместное действие MICP и растений не только значительно улучшило механические свойства тропической маложидкостной глины, но и значительно повысило её водонепроницаемость, эффективно снижая проблему нестабильности склонов, вызванную инфильтрацией и эрозией под тропическими проливными дождями.
关键词
микробно-индуцированное осаждение карбоната кальция;растения;испытание на проницаемость;микроскопический анализ;прочность на неподдерживаемое сжатие