生物聚合物改良黄土的强度与植物生长效应研究

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：张晨，茹含，陈昊，刘佳骏，杨秀娟

单位：西北农林科技大学水利与建筑工程学院

摘要：针对黄土区土体松散、颗粒胶结弱的特点，通过力学试验与室内盆栽试验，研究了酪蛋白（Cas）和海藻酸钠（SA）在不同掺量、养护龄期及含水率条件下对黄土力学性能及黑麦草生长的影响，并结合扫描电镜（SEM）分析其微观机制。结果表明：Cas与SA均能有效提升黄土的力学性能，且随养护龄期延长、含水率降低，土体强度逐渐增强；Cas改良土的无侧限抗压强度（UCS）随掺量增加呈线性增长，5%掺量时在14%含水率、养护14 d条件下达到峰值352.85 kPa，相比素土（223.44 kPa）增幅达57.92%；SA改良土的UCS随掺量呈抛物线变化，2%掺量时达峰值353.57 kPa；Cas黏聚力随掺量显著提升，而SA在低含水率下黏聚力表现更优；Cas掺量增加使黑麦草发芽率稳步提高（5%掺量时达96%），茎高与根深稳定增长；SA在2%掺量时对发芽、茎高和根深的促进效果最佳；Cas通过填充孔隙和胶结作用增强土体结构，SA则通过离子交联形成“蛋盒”结构的三维凝胶网络，提升整体稳定性。两种改良剂的最优掺量均与力学性能和植物生长的协同提升相对应，研究成果可为黄土区边坡改良工程的设计与实践提供科学支撑和参数参考。

关键词：黄土,改良,酪蛋白,海藻酸钠,力学强度,生长指标,微观结构

基金资助：内蒙古自治区科技厅重大专项（150000243033210000057）