关键词:
微生物诱导矿化技术
砒砂岩
风化土
冻融循环
核磁共振
摘要:
砒砂岩地区严重的水土流失使当地植被稀少、生态环境恶劣,同时砒砂岩岩体经风化后形成的碎屑不断迁移到黄河等河流中,成为黄河中上游粗泥沙的主要来源。为此,将微生物矿化技术应用于砒砂岩及其风化土的加固和改良解决其遇水溃散的难题。在实现砒砂岩风化土矿化加固的基础上,采用宏观力学性能测试结合孔隙测定微细观结构测试手段,研究冻融循环作用后矿化风化土的性能变化和衰退机理。结果表明:矿化试样经盐蚀冻融循环后,其强度降低,内部孔隙不断变化,不同大小的孔径发育或相互转化。盐环境对试样强度性质造成的削弱程度大于去离子水中试样的劣化程度,复合盐环境中试样强度性质的削弱大于单一盐环境中的试样。混合盐环境下经历5次冻融循环后试样就侵蚀破坏了,抗冻融能力降低至0.125 6,同时期去离子水环境中试样抗冻融能力降低至0.416 7,相差将近3倍;因冻胀作用、干湿作用和颗粒间连接的破坏,试样孔隙度增大,不同类型孔的分布量累积变化率随冻融循环次数的增加而增大。试样强度的降低,实际是内部骨架力学性能降低的宏观体现,试样内部孔隙骨架因抵抗冻胀力能力的不断减弱,造成宏观上强度的不断降低,随着试样抵抗变形潜能的释放,冰的体积膨胀系数和孔隙收缩系数不断变大,混合盐由于内部胶结破坏多而孔隙骨架的变形能力弱,膨胀系数最大,收缩系数最小。