大豆脲酶诱导碳酸钙沉积与黄原胶联合防风固沙室内试验研究

发布时间：2021-11-23 13:06

　　大豆脲酶诱导碳酸钙沉积技术（SICP）是一种新型环保生物加固土体技术,黄原胶是一种新型环境友好型土体改良材料,将大豆脲酶诱导碳酸钙沉积技术与黄原胶相结合,对前者进行优化改进。通过表面强度试验发现,黄原胶能提高SICP固土所得表面强度,且表面强度随着大豆脲酶胶结液浓度和黄原胶浓度上升而上升。通过风沙吹蚀试验,测定试样在不同强度不含沙风蚀和含沙风蚀下的质量损失率并观测表面硬壳破损情况,发现仅用SICP技术处理的试样具有较好的抵抗风沙侵蚀能力,黄原胶的加入进一步优化了其抵抗能力,降低了试样质量损失率,且表面硬壳层保存更加完好。此外,试验考虑风夹带沙侵蚀作用,由于沙颗粒的冲击和磨蚀,含沙风蚀破坏作用强于净风吹蚀,处理所得强度最低的试样在15 m/s不含沙风蚀1 h工况下,质量损失率仅为3.8%,而在同等含沙风蚀工况下,质量损失率达66.7%,说明考虑风沙吹蚀是必要的。同时发现,经过处理的土体,其抗风能力和表面强度之间有较强的正相关性。通过SEM扫描电镜试验观察其微观结构,发现胶体的包裹黏结和持续硬化,可能使得碳酸钙与土颗粒之间的胶结更为紧密。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

SEM试样样品图

如图4所示，SICP和黄原胶共同处理的土体，碳酸钙含量随着SICP浓度升高而升高，而钙离子转化率均在50%～60%波动，几乎不受SICP及黄原胶浓度影响，可以认为在本文试验参数范围内，黄原胶不会抑制大豆脲酶诱导碳酸钙生成过程。与此同时，黄原胶的抗酶解反应特性[12]也使得其在大豆脲酶诱导碳酸钙沉积过程中能保持自身性质。2.2 表面强度

如图5所示，与纯去离子水处理试样U-0-0相比，黄原胶溶液和大豆脲酶诱导碳酸钙沉积均能提高处理土体的表面强度，且随着浓度增加，处理土体表面强度增加。总体上，碳酸钙对土体的胶结作用强于黄原胶对土体的胶结作用，当单纯黄原胶用量达到1 g/L时，试样峰值贯入力为23.9 N，而单纯SICP处理浓度达0.3 mol/L时，峰值贯入力为73 N。将大豆脲酶胶结液与黄原胶结合后，处理土体的表面强度提高明显，其联合胶结强度优于二者胶结强度简单叠加的效果，峰值贯入力可达138 N。黄原胶通过共价键作用以及黏结土颗粒固化土体，固化作用具有延性，大豆脲酶胶结液通过诱导生成碳酸钙晶体胶结土颗粒，固化作用具有脆性，两者结合起到了更好的固化效果，表明黄原胶对大豆脲酶诱导碳酸钙沉积处理土体有改良优化作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤风蚀过程研究回顾与展望[J]. 张春来,宋长青,王振亭,邹学勇,王雪松.  地球科学进展. 2018(01)
[2]微生物岩土技术的研究进展[J]. 何稼,楚剑,刘汉龙,高玉峰,李冰.  岩土工程学报. 2016(04)
[3]黄原胶结构、性能及其应用的研究[J]. 周盛华,黄龙,张洪斌.  食品科技. 2008(07)
[4]我国沙漠化研究的若干问题——1.沙漠化的概念及其内涵[J]. 王涛,朱震达.  中国沙漠. 2003(03)

硕士论文
[1]风沙两相流中沙粒起动规律的实验研究[D]. 程旭.清华大学 2003



本文编号：3513943