Estudio experimental del rendimiento mecánico y la resistencia a la infiltración de pendientes de suelo tropical reforzadas sinérgicamente con 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 la tecnología de refuerzo única y desarrollar tecnologías de refuerzo ecológicas y bajas en carbono, se exploró 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 eligieron tres plantas tropicales típicas y, al simular las condiciones de iluminación y temperatura de las zonas tropicales y el estado del suelo reforzado por MICP, se seleccionó la hierba alfombra con la mejor adaptabilidad, y se determinó que el rango de concentración de la solución aglutinante adecuada para su crecimiento es de 0.2 a 0.6 mol/L. Se llevaron a cabo pruebas de corte directo, compresión sin confinamiento y permeabilidad, junto con análisis microestructurales SEM, EDS y XRD, para evaluar sistemáticamente el rendimiento macroscópico y los mecanismos de acción del refuerzo sinérgico. Los resultados mostraron que después del tratamiento sinérgico con MICP y 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 infiltración aumentó aproximadamente dos órdenes de magnitud. El análisis microestructural mostró que el carbonato de calcio generado por MICP formó con las raíces de las plantas una estructura compuesta de tipo "aglomerante-refuerzo", que rellenó los poros del suelo y reforzó el efecto de anclaje en la interfaz raíz-suelo. La sinergia entre MICP y las plantas no solo mejoró significativamente el rendimiento mecánico de la arcilla de límite líquido bajo tropical, sino que también mejoró en gran medida su resistencia a la infiltración, aliviando eficazmente los problemas de inestabilidad de las pendientes causados por la infiltración y erosión en 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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