双聚材料改良黄土持水性及生态效应研究

摘要

黄土的强水敏性问题是黄土地区生态修复的难点.选取双聚材料,开展崩解试验、变水头渗透试验、土水特征曲线试验以及植物生长生理指标测试等,探讨了双聚材料对重塑黄土工程性能的持水性和生态效应的影响,结合X射线衍射(XRD)、压汞和扫描电子显微镜(SEM)等微观试验,从成分、孔隙分布和颗粒结构等方面综合分析了其加固机理.研究结果表明:双聚材料的掺加能有效提高土样的抗崩解性,耐崩解系数随材料增加而增大.双聚材料能有效增强材料的持水性能,表现为渗透系数减小,土水特征曲线整体上移.双聚材料的掺加能有效提高植物生长和抗旱能力,表现为根冠比更大、根长更长以及超氧化物歧化酶(SOD)值受干旱影响变化量更小.双聚材料的添加并无新物质生成,其作用主要是增强颗粒间联结,生成大量黏聚体,孔隙分布由中孔隙向大孔隙和微小孔隙转化.双聚材料中含有大量极性活性基团酰胺基(-CONH2)吸附架桥使得土颗粒团聚,羟基(-OH)和羧基(-COOH)附着于表面形成保护膜,由团聚粒至团聚体层层包裹促进土壤稳定.