钙源及喷洒顺序对砂状非典型黄土覆膜强度影响试验研究

摘要

鄂尔多斯地区的砂状非典型黄土具有遇水土体结构破坏、强度降低的特性，极易发生水土流失。该文采用微生物诱导碳酸钙沉积(microbial induced carbonate precipitation, MICP)技术对砂状非典型黄土进行覆膜防护处理，并探究钙源和喷洒顺序对覆膜强度的影响。首先，开展不同钙源反应效率试验，探究钙源对碳酸钙生成量、生成速率及晶型的影响。然后，进行不同喷洒顺序下的微生物覆膜试验，并测定不同条件下的覆膜强度。研究结果表明，不同钙源条件下，碳酸钙的生成效率和晶体形态表现出显著的差异。以乳酸钙为钙源时，碳酸钙生成量出现快速增长阶段，主要晶型为方解石。氯化钙和乙酸钙为钙源时，碳酸钙的生成量呈线性增长。氯化钙为钙源时，主要晶型为方解石，乙酸钙为钙源时，主要晶型为球霰石。因此，可选择乳酸钙作为覆膜钙源。改变喷洒顺序可以提高覆膜的表面强度，但机理不同。氯化钙、乙酸钙为钙源时，采用先喷洒胶结液后喷洒菌液的顺序，会延长表面强度增长期的时间，强度比原喷洒顺序分别提高了16%和20%。乳酸钙作为钙源时，采用先喷洒胶结液后喷洒菌液的喷洒顺序，可以在注入菌液时再溶解一部分乳酸钙到土体内，碳酸钙含量提高了45%,覆膜强度增加了33%。该研究可为鄂尔多斯砂状非典型黄土水土流失的防治提供试验依据。

关键词

砂状非典型黄土 / MICP技术 / 微生物覆膜 / 不同钙源 / 喷洒顺序