5.生物能源副产品木质素加固土体研究进展_刘松玉(4)

研究了木质素磺酸盐加固土的内部抗侵蚀特性，通过室内模型试验，得到了木质素固化土侵蚀特性变化规律。

研究土体抗侵蚀特性的室内试验装置较多，

［３］

通过室内试验研究了重塑粘土的ｉｓｔｅｎｓｅｎ等４Ｃｈｒ

［４］

分别研制了研究土体侵蚀水力侵蚀特性；Ｗａｎ等４

的室内模型孔试验装置和槽试验装置。Ｉｒａｒａｔｎａｎｄ

２６］

研制了一种可连续测试土体侵蚀率的室内模等［

，型试验装置（图６）并研究了木质素磺酸盐固化分散性土的抗侵蚀特性，得到图７所示的试验结果。木质素与水泥固化土的侵蚀系数均随固化剂掺量增加而减小；临界剪应力随掺量增加而增大，当临界剪木质素磺酸盐所需掺量为０．应力为２Ｐａ时，４％，７ｋ水泥掺量为２．上文中曾提到，水泥掺量过大０％，（时，土体会表现出显著的脆性特征，超过２．不０％）利于工程建设。

在中国，有关土体侵蚀的研究主要集中于不同侵蚀液对土体基本物理力学特性的影响。白晓红

４５］

研究了水泥土在５种浓度、等［３种不同侵蚀溶液４６］

研究了不同环境下的Ｕ董晓强等［ＣＳ变化规律；

图７侵蚀试验结果

ｅｓｕｌｔｓｏｆＥｒｏｓｉｏｎＴｅｓｔｓＦｉ．７Ｒ　　　ｇ

蚀不仅包括离子间的相互交换、不同ｐＨ值环境等作用，还应包括侵蚀液在土体裂隙中流动产生的侵蚀作用。中国目前尚无侵蚀液在土体裂隙内流动产生的侵蚀作用以及采用非传统固化剂改善土体抗侵蚀特性的相关报道。

综上所述可得：

（）从土体抗侵蚀性的角度考虑，生物能源副产１

品木质素可有效提高分散性土的抗侵蚀性能。相同的临界剪应力条件下，木质素固化土所需掺量较少且土体的韧性特征几乎没有改变；水泥固化土所需掺量较多同时土体表现出一定的脆性特征。（）目前中国有关固化土抗侵蚀特性的研究多２

集中于不同侵蚀环境对土体物理力学特性的影响，有关侵蚀液在土体内部裂隙的动态冲刷作用尚无相

浓度硫酸侵蚀液环境下，水泥土的电阻率特性，认为土体电阻率可用来评价土体受侵蚀程度；宁宝宽

４７］

对水泥土在不同侵蚀液环境下的Ｕ等［ＣＳ进行了研究，认为环境侵蚀虽然对水泥土力学强度产生了

显著影响，但对破裂过程影响较小。实际情况下，侵蚀液相对于土体并非静止不动，

侵蚀液对土体的侵

８

中　国　公　路　学　报　　　　　　　　　　　　　　２４年０１

标准不一。评价木质素固化土加固效果时应选择室内试验与现场试验相结合的方法，然而，现有研究缺少相关的现场施工工艺及评价方法，仍需进行进一步探讨。

（）生物能源副产品木质素固化土强度受众多４

因素影响，如掺量、含水量和养护条件等，各因素对不同类型木质素固化土的影响程度不同，分析时应结合工程实际综合考虑，实现资源最优化利用。（）生物能源副产品木质素可显著提高土体的５

抗侵蚀性能，相同临界剪应力条件下，所需木质素掺量明显少于水泥掺量，并且固化土的脆性特征与木质素掺量基本无关。中国目前有必要积极开展木质素固化土侵蚀特性的研究，并提出相关的侵蚀模型。参考文献：：ｅｒｅｎｃｅｓＲｅｆ

［１］ＡＨＨＡＮ　ＥＮＥＮＴＬＴ，ＫＡＲＩＭ　Ｋ，ＡＬＭ　Ｈ，　ＡＮＧ－Ｄ　　

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［ＧＯＮＧＸｉａｏ．ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＴｒｅａｔｍｅｎｔＭａｎｕａｌＭ］．ｎａｎ　　　－：，ＢｅｉｉｎＣｈｉｎａＢｕｉｌｄｉｎＩｎｄｕｓｔｒＰｒｅｓｓ２００８．　ｊｇｇｙ　　

［７］ＳＨＥＲＷＯＯＤＰＴ．ＳｏｉｌＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈＣｅｍｅｎｔａｎｄ　　　　　　

关研究。中国大多采用水泥、石灰等传统固化剂来提高土体抗侵蚀性，应加强相关工业废料，特别是生物能源副产品木质素用于改善土体抗侵蚀性能的研究，同时研制用于测试土体抗侵蚀性的室内试验装置，制定用于评价土体抗侵蚀的相关标准。

６讨论

生物能源副产品木质素是一种极具应用前景的土体固化添加剂。已有研究证明，木质素在提高土体强度、耐久性和抗侵蚀性等方面效果显著，有些方面甚至优于水泥等传统固化剂，但仍存在以下几方面的问题有待进一步研究：

（）生物能源副产品木质素加固土体的类型。１

现有文献中木质素加固土体的类型主要包括粉砂、粘性土（包括低塑性粘土和高塑性粘土）以及分散性，土（人工配制）除此之外，尚无木质素加固其他类型土（如粉土、海相粘土等）的研究。

（）生物能源副产品木质素加固土体物理力学２

特性和路用性能评价方法。目前文献中评价木质素水稳性试加固土体性能的方法常见的有ＵＣＳ试验、验和抗侵蚀性试验等，对于Ｃ回弹模量等其他ＢＲ、耐久性试验和现场试验研究较少，然而固化土作为路基填料时对这些试验结果指标有一定的要求，需进一步完善。

（）生物能源副产品木质素加固土体现场施工３

工艺。木质素是一种与传统固化剂不同的有机高分子化合物，生物能源副产品木质素根据生物质的来源、回收技术不同，具有不同的物质形态和物理化学性质，有必要针对某一种或几种典型副产品木质素的特点，提出加固土体的具体施工工艺，并根据现场试验评价加固效果。

７结语

（）生物能源副产品木质素是一种环境友好、成１本低廉、具有应用前景的土体加固添加剂。木质素可显著提高土体（粉砂、低塑性粘土和高塑性粘土等）强度和水稳性，在增强分散性土抗侵蚀性能方面较水泥等传统固化剂具有明显优势，同时在工业废弃物的回收再利用方面也具有重要意义。

（）生物能源副产品木质素固化土体的机理主２

要为离子交换、中和负电荷、减小双电层厚度和形成胶结物质等，有关有机高分子化合物木质素与土体相互作用的机制尚不完全明确，有待进一步研究。

（）不同的工程背景评价固化土效果的试验及３

第８期　　　　　　　　　　刘松玉，等：生物能源副产品木质素加固土体研究进展

：：ＨｅＳｔａｔｅｅｖｉｅｗ［Ｍ］．ＬｏｎｄｏｎｅｒＬｉｍｏｆｔｈｅａｒｔ－－－　Ｒ，ＭａｅｓｔｓＳｔａｔｉｏｎｅｒＯｆｆｉｃｅ２００８．　ｊｙｙ　

［８］ＲＯＬＬＩＮＧＳＲＳ，ＢＵＲＫＥＳＪＰ，ＲＯＬＬＩＮＧＳＭ　Ｐ．　　　　　

［］ｔａｂｉｌｉｚｅｄＳａｎｄＪ．ＪｏｕｒｎａｌＳｕｌｆａｔｅＡｔｔａｃｋｏｎＣｅｍｅｎｔｓ　　　　－，ｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　ｇｇ（）：１９９９，１２５５３７２．３６４－

［，９］ＢＯＡＲＤＭＡＮ　ＯＩＧＬＥＮＧＩＮＮＩＮＧＳ，ＲＯＧＥＲＳＣＤ　　　　

ｓｔａＦ，ｅｔａｌ．ＩｎＳｕｉｔＭｏｎｉｔｏｒｉｎｏｆＬｉｍｅｂｉｌｉｚｅｄＲｏａｄ－　　　　　ｇ　［］，ＳｕｂｒａｄｅＪ．ＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄ２００１，　　ｇｐ１７５７：３１３．－

［０］ＣＨＥＮ　ＲＰ，ＤＲＮＥＶＩＣＨ　ＶＰ，ＤＡＩＴＡＲ　Ｋ．Ｓｈｏｒｔ１－　　　

ｍＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔａｎｄＳｔｒｅｎｔｈＤｅｖｅｌｏｔｅｒ　　　　－ｙｇｐ　［］ｔｏｆＬｉｍｅＫｉｌｎＤｕｓｔＭｏｄｉｆｉｅｄＳｏｉｌｓＪ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｍｅｎ　　　　　　　，Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｎｄｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｎｉｎｅｅｒｉｎ　ａ　Ｇ　Ｅｇｇ（）：２００９，１３５４５９０５９４．－

［１１］ＳＡＲＩＯＳＳＥＩＲＩＦ，ＭＵＨＵＮＴＨＡＮＢ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＣｅ　　　　－

ｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆＳｏｍｅｍｅｎ　　　　　　ｐ，ＷａｓｈｉｎｔｏｎＳｔａｔｅＳｏｉｌｓ［Ｊ］．ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＧｅｏｌｏ　　ｇｙｇｇｇ　（／）：２００９，１０４１２１１９１２５．－