EICP联合海藻酸钠强化遗址土抗侵蚀能力试验研究

doi:10.15951/j.tmgcxb.25040265

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摘要我国西北地区的土遗址长期面临集中降雨侵蚀和风蚀等自然因素的破坏，其结构稳定性与历史原真性保护面临严峻挑战。而传统的保护材料在抵御风沙和降雨方面存在一定的局限性。因此，提出采用海藻酸钠（sodium alginate，SA）联合酶诱导碳酸钙沉淀（Enzyme-Induced Calcite Precipitation，EICP）技术对遗址土表层进行喷洒加固，通过一系列室内强化试验，结合宏观力学试验、崩解试验、风蚀试验和扫描电镜试验表征，系统地探讨该加固体系的作用机制。研究表明：①SA-EICP加固试样强度随海藻酸钠浓度增加先升高后降低，并在浓度为3 g/L时达到最大值2 834 kPa，相比未加固试样提高了166%；②SA-EICP加固试样中生成的碳酸钙含量最高为12.81%，其中海藻酸钠能为碳酸钙沉淀提供成核位点；③崩解试验发现，未加固试样浸水快速崩解，崩解系数达99%，而SA-EICP加固试样基本不发生崩解，崩解系数出现负增长现象；④风蚀试验发现，SA-EICP加固试样在表面形成一层致密的硬壳层，能够有效防止颗粒脱落和裂隙扩展，提高抗风蚀能力。

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	刘小军孙跃王东亚方谌志

关键词 ：遗址土, EICP, 海藻酸钠, 抗侵蚀性能, 微观分析

Key words： site soil EICP sodium alginate erosion resistance microscopic analysis

收稿日期: 2025-04-28

PACS:

TU599

作者简介: 刘小军（1983—　），男，博士，副教授。主要从事岩土及地下工程方面的教学及研究；孙　跃（1999—　），男，硕士研究生。主要从事岩土工程方面的研究；王东亚（1997—　），男，硕士研究生。主要从事岩土工程方面的研究；方谌志（2001—　），男，硕士研究生。主要从事岩土工程方面的研究；

引用本文:

刘小军孙跃王东亚方谌志. EICP联合海藻酸钠强化遗址土抗侵蚀能力试验研究[J]. 土木工程学报, 2026, 59(11): 128-138.
Liu Xiaojun Sun Yue Wang Dongya Fang Chenzhi. Experimental study on erosion resistance of site soil strengthened by EICP combined with sodium alginate. 土木工程学报, 2026, 59(11): 128-138.

链接本文:

http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/10.15951/j.tmgcxb.25040265 或 http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/Y2026/V59/I11/128

1 郭青林. 干旱环境下土遗址保护成套技术集成与效果评价研究［M］. 北京：科学出版社， 2021.
2 RICHARDS J， VILES H， GUO Q L. The importance of wind as a driver of earthen heritage deterioration in dryland environments［J］. Geomorphology， 2020， 369： 107363.
3 崔凯，谌文武，张景科，等. 干旱区古代建材夯土特征及劣化机理研究［J］. 四川大学学报：工程科学版， 2012（6）： 47-54. CUI Kai， CHEN Wenwu， ZHANG Jingke， et al. Study on mechanism of degradation and feature of ancient building materials-rammed earth in arid region［J］. Journal of Sichuan University： Engineering Science Edition， 2012（6）： 47-54. （in Chinese）
4 和法国，吕燃，粟华忠，等. SH材料加固夯筑遗址土耐久性试验及机理研究［J］. 岩土力学， 2019， 40（增1）： 297-307. HE Faguo， Lü Ran， SU Huazhong， et al. Durability test and reinforced mechanism on adding SH materials into soil of archaeological sites［J］. Rock and Soil Mechanics， 2019， 40（S1）： 297-307. （in Chinese）
5 谌文武，张起勇，刘宏伟. SH固土剂在遗址土中的渗透注浆扩散规律［J］. 岩土力学， 2019， 40（2）： 429-435， 444. CHEN Wenwu， ZHANG Qiyong， LIU Hongwei. Infiltration grouting diffusion law of SH agent in earthen sites［J］. Rock and Soil Mechanics， 2019， 40（2）： 429-435， 444. （in Chinese）
6 和法国，周瑾，张景科. PS材料加固遗址土强度与微结构参数相关性研究［J］. 兰州大学学报：自然科学版， 2018， 54（1）： 15-19. HE Faguo， ZHOU Jin， ZHANG Jingke. Correlation analysis of microstructure indices and strength of solidified site soil with PS material［J］. Journal of Lanzhou University： Natural Sciences， 2018， 54（1）： 15-19. （in Chinese）
7 郭青林，李平，张博，等. 微纳米Ca（OH）2加固遗址土室内试验研究［J］. 岩土力学， 2023， 44（8）： 2221-2228. GUO Qinglin， LI Ping， ZHANG Bo， et al. Laboratory test of micro-nano Ca（OH）2 reinforced earthen sites［J］. Rock and Soil Mechanics， 2023， 44（8）： 2221-2228. （in Chinese）
8 BORSOI G， LUBELLI B， VAN HEES R， et al. Evaluation of the effectiveness and compatibility of nanolime consolidants with improved properties［J］. Construction and Building Materials， 2017， 142： 385-394.
9 GIORGI R， DEI L， BAGLIONI P. A new method for consolidating wall paintings based on dispersions of lime in alcohol［J］. Studies in Conservation，2000，45（3）：146-161.
10 文鑫，王南，张景科，等. 烧料礓石-遗址土注浆浆液工作性能［J］. 兰州大学学报：自然科学版， 2023， 59（5）： 664-670， 680. WEN Xin， WANG Nan， ZHANG Jingke， et al. The working performance of fissure grouting slurry composed of calcined ginger nuts and earthen site’s soil［J］. Journal of Lanzhou University： Natural Sciences， 2023， 59（5）： 664-670， 680. （in Chinese）
11 赵林毅，李志鹏，李燕飞，等. 超细烧料礓石改性多福寺遗址土空鼓灌浆材料的性能测试及现场应用［J］. 西北师范大学学报：自然科学版， 2024， 60（5）： 1-9， 44. ZHAO Linyi， LI Zhipeng， LI Yanfei， et al. Performance test and field application of ultrafine calcined ginger nut modified earthen sites of Duofu Temple as an empty drum grouting materials of mural［J］. Journal of Northwest Normal University： Natural Science， 2024， 60（5）： 1-9， 44. （in Chinese）
12 李驰，史冠宇，武慧敏，等. 基于脲酶诱导碳酸钙沉积的微生物矿化技术在分散性土改良中应用的试验研究［J］. 岩土力学， 2021， 42（2）： 333-342. LI Chi， SHI Guanyu， WU Huimin， et al. Experimental study on bio-mineralization for dispersed soil improvement based on enzyme induced calcite precipitate technology［J］. Rock and Soil Mechanics， 2021， 42（2）： 333-342. （in Chinese）
13 CHANDRA A， RAVI K. Application of enzyme-induced carbonate precipitation （EICP） to improve the shear strength of different type of soils［M］//Problematic Soils and Geoenvironmental Concerns. Singapore： Springer Singapore， 2020： 617-632.
14 原鹏博，朱磊，钟秀梅，等. 酶诱导碳酸钙沉淀加固遗址土动力特性试验研究［J］. 岩土力学， 2022， 43（12）： 3385-3392， 3415. YUAN Pengbo， ZHU Lei， ZHONG Xiumei， et al. Experimental investigation on the dynamic characteristics of earthen site soil treated by enzyme-induced calcium carbonate precipitation［J］. Rock and Soil Mechanics， 2022， 43（12）： 3385-3392， 3415. （in Chinese）
15 张建伟，韩一，边汉亮，等. 大豆脲酶诱导碳酸钙固化粉土抗风侵蚀性能的试验研究［J］. 工业建筑， 2020， 50（12）： 19-24， 118. ZHANG Jianwei， HAN Yi， BIAN Hanliang， et al. Experimental research on wind resistance of silty soil cemented by soybean urease induced calcium carbonate precipitation［J］. Industrial Construction， 2020， 50（12）： 19-24， 118. （in Chinese）
16 MARTIN K， TIRKOLAEI H K， KAVAZANJIAN E. Enhancing the strength of granular material with a modified enzyme-induced carbonate precipitation （EICP） treatment solution［J］. Construction and Building Materials， 2021， 271： 121529.
17 YUAN H， REN G Z， LIU K， et al. Experimental study of EICP combined with organic materials for silt improvement in the Yellow River flood area［J］. Applied Sciences， 2020， 10（21）： 7678.
18 吴敏，高玉峰，何稼，等. 大豆脲酶诱导碳酸钙沉积与黄原胶联合防风固沙室内试验研究［J］. 岩土工程学报， 2020， 42（10）： 1914-1921. WU Min， GAO Yufeng， HE Jia， et al. Laboratory study on use of soybean urease-induced calcium carbonate precipitation with xanthan gum for stabilization of desert sand against wind erosion［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 2020， 42（10）： 1914-1921. （in Chinese）
19 张建伟，王小锯，李贝贝，等. EICP-木质素联合固化粉土的试验研究［J］. 土木与环境工程学报：中英文， 2021， 43（2）： 201-202. ZHANG Jianwei， WANG Xiaoju， LI Beibei， et al. Experimental study on silt reinforced by EICP-lignin technology［J］. Journal of Civil and Environmental Engineering， 2021， 43（2）： 201-202. （in Chinese）
20 土工试验方法标准： GB/T 50123—2019［S］. 北京：中国计划出版社， 2019. Standard for geotechnical testing method： GB/T 50123—2019［S］. Beijing： China Planning Press， 2019. （in Chinese）
21 吴林玉，缪林昌，孙潇昊，等. 植物源脲酶诱导碳酸钙固化砂土试验研究［J］. 岩土工程学报， 2020， 42（4）： 714-720. WU Linyu， MIAO Linchang， SUN Xiaohao， et al. Experimental study on sand solidification using plant-derived urease-induced calcium carbonate precipitation［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 2020， 42（4）： 714-720. （in Chinese）
22 原华，李瑾，何德洪，等. 黄河泥沙在海藻酸钠+EICP制备生物砖中的应用［J］. 工程科学与技术， 2026， 58（3）： 146-154. YUAN Hua， LI Jin， HE Dehong， et al. Application of Yellow River sediment in the preparation of bio-bricks by sodium Alginate+EICP［J］. Advanced Engineering Sciences， 2026， 58（3）： 146-154. （in Chinese）