随着环保理念的发展，众多学者尝试使用新型生物技术代替传统无机材料如硅酸盐水泥等进行土体加固[1-3]。生物聚合物土体加固（biopolymer reinforced soil，简称BPRS）是一种绿色环保的新型土体固化技术，近年来得到了国内外众多学者的广泛关注[4-6]。BPRS主要是利用微生物或藻类植物产生的胞外多糖与水和土体混合，饱和状态下以胶体形式填充于土体内部，干燥状态下其以纤维状或网状结构填充于土体孔隙中，粘结相邻土颗粒，以提高土体的物理力学性质[7]。Cabalar等[8]通过无侧限压缩试验研究了低掺量黄原胶对砂土的强度的影响。结果表明，1.5%含量黄原胶固化土的抗压强度提升了两倍以上。生物聚合物具有一定的水溶性，经加固处理的土壤遇水稳定性表现不佳。刘瑾等[9]通过CT扫描技术和力学测试研究了干湿循环条件下黄原胶加固土的劣化机制。结果表明：黄原胶能够提高土体的抗压强度和耐干湿循环效果，但当1.5%含量黄原胶固化黏土干湿循环4次时，抗压强度仍具有14.04%的损失。王天亮等[10]通过室内力学试验研究了黄原胶改良膨润土的力学性质。结果表明：经历3次干湿循环后，黄原胶改良土的无侧限抗压强度降低为未经干湿循环黄原胶改良土的0.3倍。Muguda等[11]通过浸渍试验和耐久性试验表明了黄原胶在短期浸水后表现出较上等耐久性与吸湿性。宋泽卓等[12]对干湿循环条件下黄原胶改良砂土的强度劣化特性进行了研究，但并未进一步提出改善水耐久性方案。 对于海洋基础工程，海岸处的地基等建筑物在海水涨落、波浪侵蚀情况下会表现出较为显著的干湿循环特征，对钙质粉土地基等建筑物的稳定性产生影响。有学者在利用生物技术和材料加固海洋土方面开展了相关研究。Shi等[13]通过无侧限抗压试验和剪切波速测量试验研究了不同生物聚合物固化钙质粉土的加固效果。结果表明，经过生物聚合物加固的钙质粉土强度得到较大提升，UCS强度从未加固土的0.254 MPa提升至10.099 MPa，接近40倍。但经一次浸水试验后，除卡拉胶外的BPRS强度下降明显。改良BPRS的水稳性具有重要意义。
植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术（EICP）利用大豆离心液中的脲酶诱导Ca2+沉淀，是一种环境友好型土体加固技术[14]。目前有学者将EICP与BPRS结合，进行土体加固。Arab等[15]通过无侧限抗压试验和3点弯曲试验研究了EICP和海藻酸钠联合胶结土的力学性能。结果表明，EICP和海藻酸钠联合固化生物砖的抗弯强度从未加固的0.76 MPa提升至2.09 MPa。Chiao- Lo等[16]的进一步研究表明共聚物结合EICP可显著地改善固化土的遇水强度，且当Ca2+的存在时，共聚物会发生非共价交联，EICP沉淀会均匀嵌入聚合物基体中形成双网络形态。Hamdan等[17]通过烧杯反应和水蒸汽试验研究了黄原胶氢化凝胶保水性对EICP沉淀的影响。其试验结果表明，黄原胶凝胶可以辅助EICP溶液保留反应基质，提高沉淀效率，减少氨气的产生。
鉴于EICP和生物聚合物各自的特点，以及在土体加固方面的作用方式，本文利用EICP联合黄原胶（XG）对南海钙质粉土进行加固，通过无侧限压缩试验和剪切波速测试试验对不同黄原胶含量、不同EICP浓度和不同干湿循环次数下XG固化土和XG-EICP固化土的力学特性进行研究，并利用扫描电子显微镜对固化土的微观孔隙结构进行了分析，意在为海洋地基加固工程提供新的思路与方法。
通过无侧限压缩试验，剪切波速测试试验和干湿循环试验对不同黄原胶含量、不同EICP溶液浓度和不同干湿循环次数条件下的XG-EICP固化土的劣化特性进行研究，并利用扫描电子显微镜对无侧限压缩试验后裂缝位置处的XG-EICP固化土的微观孔隙结构进行了分析，由试验结果可以得到4点结论。
（1）黄原胶与EICP技术联合应用对钙质粉土的耐水性具有显著改善。在相同次数的干湿循环条件下，XG-EICP固化土受浸泡侵蚀造成的质量损失明显小于XG固化土。胶体遇水膨胀造成的质量损失率随着黄原胶浓度的增加而增大。随着干湿循环次数的增加，XG-EICP固化土高度降低率，直径增长率和密度降低率均小于XG固化土。
（2）黄原胶和EICP对钙质粉土的无侧限抗压强度有较大的影响。相较于未处理的钙质粉土，XG固化土强度有明显提升。掺入2.0 mol/L的EICP溶液时，最大抗压强度为7.21 MPa。
（3）由于高浓度的黄原胶过量填充于钙质粉土的空隙，剪切波速随着XG固化土中黄原胶含量的增加而减小。随着干湿循环次数的增加，固化土内部孔隙增大，粒间连接减少，剪切波速降低。掺入EICP溶液后，碳酸钙沉淀使得固化土内部孔隙填充较紧密，剪切波速有所提升。经历12次干湿循环时，XG固化土和XG-EICP固化土的剪切波速降幅显著，高浓度XG固化土剪切波速和剪切模量的下降幅度大于低浓度XG固化土。
（4）通过SEM和EDS分析可以得出，纯XG固化土经历干湿循环和烘干后其内部会出现针状黄原胶和带状黄原胶两种土颗粒连接形式，而XG-EICP固化土中针状黄原胶数量显著下降，XG和钙离子联合反应会生不易溶于水的沉淀产物，碳酸钙颗粒会嵌入进联合沉淀产物中，对改善加固土体在干湿循环作用下的劣化性质具有正面作用。
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