我院张俊然副教授研究团队在中国科技期刊卓越期刊《岩土力学》上发表题为“3种生物聚合物改良粉土的持水特性研究”的研究论文。华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室为独立完成单位,张俊然副教授为第一作者,姜彤教授为通讯作者,博士研究生赵鑫鑫为第二作者。该论文研究内容及研究结果如下:
针对黄河流域水土流失防治以往多采用水泥等灰色材料进行加固筑堤,但生态环境破坏严重。为响应黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略,张俊然副教授团队采用环境友好的生物聚合物对黄河流域典型粉土进行改良,通过WP4C仪测量生物聚合物改良粉土的持水特性,并从微观角度分析了生物聚合物改良粉土持水特性的机理。
研究结果表明,与未改良土相比,生物聚合物改良粉土饱和含水率增大,孔隙比增大,持水能力显著提高。黄原胶、结冷胶、瓜尔胶改良粉土的持水能力均随着掺量的增加而增加,结冷胶改良的效果优于黄原胶、瓜尔胶。其机理为生物聚合物颗粒经过水合作用形成水凝胶,填充颗粒间孔隙,增加颗粒之间的黏结性,而且黄原胶、结冷胶改良粉土中形成类似蜂巢结构的孔隙空间,为其提供储水空间,进而提高改良土的持水特性。上述研究结果可为生物聚合物安全、科学地应用于黄河流域水土流失的防治提供科学依据。
不同生物聚合物改良粉土的微观照片
该项研究得到了国家自然科学基金(No. 41602295)、河南省教育部高校重点教师基金(No. 2020GGJS-094)、河南省高校重点科研项目(No. 21A410002)和华北水利水电大学博士生创新基金的资助.
全文链接:https:// 10.16285/j.rsm.2022.0021
作者信息:
张俊然(第一作者)
华北水利水电大学地球科学与工程学院副教授,岩土院岩土力学研究室主任,主要从事特殊土与非饱和土工程性质方面的研究。E-mail: zhangjunran@ncwu.edu.cn。
赵鑫鑫(第二作者)
华北水利水电大学地球科学与工程学院2022级博士研究生,主要从事地质工程、岩土工程方向的研究。
姜彤(通讯作者)
华北水利水电大学地球科学与工程学院教授,研究生院院长,主要从事岩土力学及地学信息研究。E-mail: jiangtong@ncwu.edu.cn。