木钙源EICP溶液固化路基黄土性能研究

黄土地区有砟货用铁路路基遇水强度下降,严重影响线路的正常运营。针对该工程问题,采用植物源脲酶诱导碳酸钙沉积技术固化路基黄土,在胶凝液中开展了以环保型木钙代替传统钙源进行技术改进的系统研究。结果表明:首先,木钙源EICP溶液能同时显著提高黄土的无侧限抗压强度和抗剪强度。其中,无侧限抗压强度提高至0.232 MPa,提高了20.8%;抗剪强度指标C值提高至69.06 kPa,提高了31.2%;Φ值提高至26.8°,提高了52.3%。其次,木钙源EICP溶液的抗剪切效果明显优于传统氯化钙源和乙酸钙源的EICP溶液,并且各组分存在最优浓度。其中,1000 U/g活性脲酶的最优浓度为3 g/L,尿素的最优浓度为1 mol/L,木钙的最优浓度为1 mol/L。随着各组分掺量的增加,黄土的抗剪强度呈现先增大后减小的规律。最后,通过XRD、SEM等微观试验结果分析得出木钙源EICP溶液改良黄土强度的作用机理,发现其中脲酶诱导产生的碳酸钙晶体既胶结了黄土骨架颗粒,也填充了粒间孔隙,同时提高了土颗粒间的摩擦强度和粘结强度,最终改善土体的力学性能。