Estudio experimental sobre las propiedades mecánicas y de permeabilidad de la consolidación sinérgica de pendientes de suelo tropical por MICP y plantas seleccionadas

SU Yonghui ,  

CUI Jie ,  

WANG Lang ,  

XU Zikun ,  

ZHANG Youliang ,  

摘要

Para mejorar la estabilidad de las pendientes de suelo tropical, resolver las deficiencias de las técnicas de refuerzo individuales y desarrollar tecnologías de refuerzo ecológicas y bajas en carbono, se investigó la viabilidad del refuerzo sinérgico de arcilla de límite líquido bajo mediante la precipitación de carbonato de calcio inducida por microorganismos (MICP) y plantas seleccionadas. Se seleccionaron 3 plantas tropicales típicas y, mediante la simulación de las condiciones de iluminación y temperatura de las regiones tropicales y las condiciones del suelo después del refuerzo con MICP, se seleccionó el césped alfombrado más adaptado, determinando que el rango adecuado de concentración del líquido de unión para su crecimiento es de 0.2 a 0.6 mol/L. Posteriormente, se realizaron pruebas de corte directo, compresión sin confinamiento y permeabilidad, junto con análisis microestructurales SEM, EDS y XRD, evaluando sistemáticamente el rendimiento macroscópico y los mecanismos de acción del refuerzo sinérgico. Los resultados muestran que, tras el tratamiento sinérgico MICP-plantas, la cohesión del suelo, el ángulo de fricción interna y la resistencia a la compresión sin confinamiento aumentaron en un 145,9 %, 100,4 % y 161,8 % respectivamente en comparación con el grupo no reforzado, el coeficiente de permeabilidad se redujo a 6.81×10-8 m/s y la resistencia a la permeación mejoró en aproximadamente dos órdenes de magnitud. El análisis microestructural mostró que el carbonato de calcio generado por MICP forma una estructura compuesta de "aglomerante-refuerzo" con las raíces de las plantas, llenando los poros del suelo y reforzando el efecto de anclaje en la interfaz raíz-suelo; la sinergia entre MICP y las plantas no solo mejoró significativamente las propiedades mecánicas de la arcilla de límite líquido bajo tropical, sino que también aumentó considerablemente su resistencia a la permeabilidad, mitigando eficazmente el problema de inestabilidad de las pendientes causado por la infiltración y erosión bajo condiciones de lluvias torrenciales tropicales.

关键词

precipitación de carbonato de calcio inducida por microorganismos;plantas;prueba de permeabilidad;análisis microestructural;resistencia a la compresión sin confinamiento

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