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Rainfall-Induced Erosion of Biocemented Graded Slopes
微生物诱导方解石沉淀 （MICP） 是一种新的绿色方法，被研究为应对降雨引起的沙质斜坡侵蚀的可能解决方案。采用表面喷涂法，采用MICP处理了一系列用不同级配的砂制备的模型边坡。斜坡在 700 mm/h 的人工降雨下受到冲刷。测量边坡模型中的内部土壤损失、表层土壤损失、内流和表层流的体积以及残余土的级配，作为边坡侵蚀特征的指标。结果表明：均匀系数较大的未处理砂质边坡易被侵蚀，而均匀系数较低的未处理砂质边坡几乎不发生侵蚀;MICP 处理后，均匀系数大、小的边坡内部侵蚀得到有效缓解。在表面侵蚀方面，均匀系数较大的边坡减轻了均匀系数的边坡，而均匀系数较低的边坡则加剧了均匀系数较低的边坡，尽管边坡表面形成了不透水的结壳。因此，在应用 MICP 控制斜坡的侵蚀时必须小心。
在本研究中，使用人工降雨系统研究了级配和 MICP 处理对降雨诱导的模型边坡侵蚀的影响。从前面给出的结果中可以得出以下结论：1.沙质斜坡的侵蚀与沙质的级配密切相关。具有较高Cu比Cu.具体来说，66.5% 和 85.1% 的总土壤被侵蚀，其中Cu= 4.7 和 9.7，而Cu= 2 和 2.8。2.MICP 处理对斜坡侵蚀的影响取决于沙子的级配。斜坡的侵蚀Cu= 4.7 和 9.7 在 MICP 处理后得到有效缓解，与未处理的斜坡相比，土壤总流失量分别急剧下降了 64.8% 和 84.4%（相对于斜坡中的沙子总质量）。然而，斜坡的侵蚀与Cu= 2 和 2.8 在 MICP 处理后加剧，与未处理的斜坡相比，土壤总损失分别略微增加 2% 和 1.4%。3.MICP 处理在斜坡上的性能主要由生物结合结壳的形成决定。这些结壳不仅增强了砂粒的抗侵蚀能力，而且增加了地表流的体积，这是降雨诱发侵蚀下边坡的两种竞争机制。生物处理对边坡侵蚀性的积极或消极影响来自两种机制之间的相互作用，这在很大程度上取决于沙子的级配。因此，在应用 MICP 处理以减轻降雨引起的斜坡侵蚀时必须小心。对于主要由非塑性细粉、沙子或砂砾石组成的原位边坡，较高的胶结水平（即较高的 CaCO3含量）可以通过用开槽井对细菌和水泥溶液进行灌浆来获得（Gomez 等人，2017 年），这可以提供更强的颗粒粘合，从而更好地减轻降雨引起的侵蚀（江 等人，2019 年;Wang 等人，2020 年;Chung 等人，2021 年）。然而，对于主要由粘土、细粒-粘土混合物或较细的砂-粘土混合物组成的原位边坡，CaCO 中的效率低下3MICP 期间的降水阻碍了临界剪切应力的增加和侵蚀的减少（江 et al. 2017）。此外，MICP 是一种环保技术，有可能在生物刺激方法的帮助下在整个生命周期内控制斜坡的侵蚀（Gomez 等人，2017 年，2018 年;Chen 和 Achal 2019;Islam et al. 2020）这将在未来的原位边坡改善工作中进一步执行。。
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