利用酶诱导的碳酸盐沉淀和铁矿石尾矿实现膨胀性土壤的可持续稳定化，以应用于坡地工程

《Scientific Reports》：Sustainable stabilization of expansive soils for slope applications using enzyme-induced carbonate precipitation and iron ore tailings

　　

摘要

膨胀性土壤具有明显的膨胀-收缩特性、较低的剪切强度和较高的水分敏感性，这对土石结构（如路堤和尾矿坝边坡）的稳定性构成了重大挑战。本研究探讨了一种将酶诱导碳酸盐沉淀（EICP）技术与铁矿石尾矿相结合的可持续稳定化策略，以改善膨胀性土壤的水力-力学性能。通过一系列综合实验，评估了无侧限抗压强度（UCS）、膨胀压力（P）、水力传导率（K）、内聚力（c）和内摩擦角（φ）的变化。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术对土壤微观结构进行了分析，以研究碳酸钙的沉淀及其在土壤基质中的胶结作用。结果表明，EICP与铁矿石尾矿联合处理显著提升了土壤性能：UCS、c和φ分别提高了约113%、48%和98%，而P和K则分别降低了约98%和69%。此外，利用GeoStudio（SEEP/W和SLOPE/W）软件进行的渗流和边坡稳定性分析表明，经过处理的土壤的安全系数（FoS = 1.896）明显高于未经处理的土壤。研究结果证实，EICP与铁矿石尾矿的协同结合为膨胀性土壤的稳定化以及尾矿坝边坡性能的提升提供了一种有效、环境可持续且工程上可行的解决方案。