纳米硅基固沙材料加固机理及抗冲蚀试验研究

• 作者: 袁进科 裴钻 杨森林 余浩 胡孝洪 刘海
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 荒漠化 纳米硅 固沙材料 加固机理 抗冲蚀能力
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 所属期刊栏目: 工程地质与地质灾害
• 页码范围: 82-91
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202210019

摘要

为了减少荒漠化地区沙坡在降雨冲蚀作用下坡体坍塌、水土流失的发生，以西藏雅鲁藏布江河谷分布的沙质边坡为研究对象，提出采用自主研发的纳米硅基固沙材料（nano-silicon/polymer composites,NSPC）对沙坡坡面进行防护。针对NSPC固沙材料加固沙体作用效果尚不明确，基于红外光谱、黏度测试、接触试验以及模拟沙坡降雨冲蚀试验，探讨NSPC固沙材料加固沙体的作用机理，研究降雨作用下NSPC固沙材料加固沙体的抗冲蚀能力。试验结果表明：NSPC固沙材料与沙粒通过聚合、胶结作用相互交叉缠绕、联结形成立体网状结构，从而达到加固沙体的目的；NSPC固沙材料的流变性在初始1 h内属于宾汉流体，后期逐渐转变为牛顿流体；NSPC固沙材料表面张力为60.31 mN/m，与沙体接触角为48.6°，黏附力为0.040 N/m，因此具有较强的入渗能力；沙坡表面形成的加固层对雨水冲蚀具有较强的阻滞效果，并且加固层还具有一定的保水能力。本研究可为NSPC固沙材料在荒漠化地区固沙防护工程中的应用及推广提供试验支撑。