中新網(wǎng)成都7月18日電 (記者 賀劭清)記者18日從成都理工大學(xué)獲悉，成都理工大學(xué)地災(zāi)防治國(guó)重實(shí)驗(yàn)室許強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與新疆大學(xué)黃勇教授團(tuán)隊(duì)合作，將一種新型固化材料添加到黃土中，并對(duì)改造后的黃土開展了大量強(qiáng)度、水理性、滲透性、抗凍融能力等試驗(yàn)研究。本月在延安的實(shí)驗(yàn)初步表明，新型固化材料可大幅提升黃土的強(qiáng)度和抗沖刷和侵蝕能力，從而提高淤地壩的耐久性，延長(zhǎng)其工程壽命。
中國(guó)黃土高原位于中國(guó)中部偏北部，它集中了地球上70%的黃土，是中國(guó)乃至世界黃土分布面積最大、黃土發(fā)育最完整、唯一正在堆積的年輕高原。
因黃土高原是地質(zhì)歷史時(shí)期來自西北的沙塵經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)形成的沙塵堆積，其形成過程決定了它不可能像其他高原那樣“堅(jiān)固”，沙塵堆積的土體結(jié)構(gòu)疏松，密實(shí)度和強(qiáng)度都很低，很容易遭受河流、雨水等流水侵蝕，水土流失異常嚴(yán)重。
近年來，黃土高原正經(jīng)受著前所未有的變化，大規(guī)模的平山造城、治溝造地和固溝保塬等重大工程建設(shè)正在如火如荼地進(jìn)行。黃土地區(qū)的主要建筑材料就是黃土，但缺乏堅(jiān)硬的巖石作為地基、建筑材料骨料，工程建設(shè)不僅成本極高，同時(shí)因黃土地基濕陷、塌陷、滑移變形、土壤侵蝕、水土流失等不良地質(zhì)現(xiàn)象和災(zāi)害異常發(fā)育，對(duì)工程安全也構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
依托于中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題“面向人地協(xié)調(diào)的黃土重大工程災(zāi)變防控研究”，成都理工大學(xué)與新疆大學(xué)聯(lián)合開展了防止黃土土壤侵蝕和滲透的新材料研發(fā)。2021年，成都理工大學(xué)許強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與新疆大學(xué)黃勇教授團(tuán)隊(duì)合作，將一種新型固化材料添加到黃土中，并對(duì)改造后的黃土開展了大量實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過將其配合少量膠凝材料混入黃土中，不僅使黃土的力學(xué)性能得到極大提升，隨著材料配比和添加量的不同，黃土可達(dá)到與混凝土C5、C10、C15甚至C20相當(dāng)?shù)牧W(xué)強(qiáng)度，而且使其滲透性、抗凍融和崩解能力達(dá)到與粉砂巖基本相當(dāng)?shù)乃剑瑥亩鴮ⅰ包S土”變成了“粉砂巖”，實(shí)現(xiàn)了“土”變“石”的突破。
為了檢驗(yàn)其實(shí)際工程效果，2022年6月初，許強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)利用添加固化材料的黃土在延安顧屯流域一支溝內(nèi)開展了治溝造地的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。本次試驗(yàn)選取了其中的一條具有5個(gè)淤地壩的支溝開展試驗(yàn)，利用添加固化材料的黃土對(duì)該支溝內(nèi)已局部受損的3#淤地壩進(jìn)行重修。
2022年7月14日至15日，當(dāng)?shù)赝唤荡笥�，�?dǎo)致3#淤地壩上游4#、5#淤地壩相繼被洪水沖開，4#淤地壩上游耕地農(nóng)作物遭遇嚴(yán)重水毀。潰決洪水快速向下游耕地涌入，使3#溢流槽內(nèi)過水流量急劇增大。但通過固化材料加強(qiáng)的3#淤地壩在暴雨沖刷尤其是上游潰壩洪水的沖擊下，依然保持完好無損，并有效排出壩內(nèi)地表水。同時(shí)，由于溢流槽和集水池的修建，顯著減少了上游急劇匯入的地表水對(duì)下游耕地的沖蝕，保障了下游耕地和1#和2#淤地壩的完好。
7月17日，許強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)通過調(diào)查核實(shí)發(fā)現(xiàn)，上游的兩處淤地壩(4#和5#)均已被沖開一個(gè)缺口，地表水匯集在3#淤地壩內(nèi)正有序排出，而3#淤地壩則完好無損。受3#淤地壩的保護(hù)其下游兩道淤地壩(1#和2#)也保持完好，未發(fā)生潰決。由此表明，3#淤地壩不僅抵擋住了上游潰決洪水的沖刷，還保護(hù)了下游耕地及淤地壩的安全。
許強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)今后將進(jìn)一步開展深化研究，研發(fā)更加適宜于黃土地區(qū)的新材料，并開展坡表防侵蝕、地下防入滲、防滑移等防災(zāi)減災(zāi)以及直接作為重大工程建筑材料(如道路路基，及平山造城、固溝保源、治溝造地填筑材料)的工程示范研究和推廣應(yīng)用，真正將論文寫在祖國(guó)的大地上，將科研成果融入黃土實(shí)踐中。(完)