基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法技术

本发明专利技术公开了一种基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，包括下述的步骤：在砂质边坡的坡面上种植禾本植物，待禾本植物自然枯萎后剪去禾本植物上部的枝干，预留一定高度的禾本植物茎，标记第一禾本植物分枝茎和第二禾本植物分枝茎；通过第一禾本植物分枝茎导管灌注微生物菌液和微生物培养液的混合物；通过第二禾本植物分枝茎导管灌注微生物营养液，微生物营养液与微生物菌液和微生物培养液在禾本植物主茎导管处汇合，随根系的导管到达各个根支。本发明专利技术工程造价低、环境友好、固化效果好以及力学性能良好，该方法可显著提高砂质边坡的整体稳定性，进而达到边坡灾害防控的目的。控的目的。控的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法


[0001]本专利技术属于砂质边坡加固
，涉及一种砂质边坡加固方法，尤其涉及一种基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法。

技术介绍

[0002]砂质边坡砂粒间孔隙大、结构松散，粘结力差，抗剪强度低，保水性差，广泛分布在公路、铁路、河道等两侧，在外力(暴雨、地震)作用下极易发生滑坡、崩塌等工程事故，甚至造成经济损失和人员伤亡。因此，如何有效加固砂质边坡已成为岩土工程领域一个重要课题。
[0003]目前，常用的砂质边坡加固方法有地表注浆、锚杆加固、土钉加固等，上述方法虽然治理效果突出，但施工过程中往往需要向地层内注入大量水泥基材料、化学材料等，对周围环境造成一定影响，而后续工程人员提出的植物根系固坡、固化剂法等方法又存在无法保证长期加固效果、加固不均等问题。因此，如何结合上述几类砂质边坡加固方法的优点，提出一种加固效果优良、环境友好型砂质边坡加固方法已成为工程人员目前亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种环境友好、固化效果好以及力学性能良好的基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，包括下述的步骤：
[0007]S1.在砂质边坡的坡面上种植禾本植物，待禾本植物自然枯萎后剪去禾本植物上部的枝干，预留一定高度的禾本植物茎，标记第一禾本植物分枝茎和第二禾本植物分枝茎；
[0008]S2.通过第一禾本植物分枝茎导管灌注微生物菌液和微生物培养液的混合物；所述微生物菌液是巴氏芽孢杆菌液，菌种自砂质边坡四周土壤分离得到；
[0009]S3.通过第二禾本植物分枝茎导管灌注微生物营养液，微生物营养液与微生物菌液和微生物培养液在禾本植物主茎导管处汇合，随根系的导管到达各个根支；所述微生物营养液含有尿素和钙盐。
[0010]进一步的，S1所述禾本植物选取植根系发达、生长能力强的禾本植物，覆盖率不小于60％。
[0011]进一步的，S1所述禾本植物茎剪去上部的枝干后裸露地表5cm～10cm。
[0012]进一步的，S2所述微生物菌液和微生物培养液体积比为1:0.5～2，微生物菌液浓度为3mol/L～15mol/L，微生物培养液每升含有0.05mol/L～0.20mol/L的Tris缓冲液、5～15g硫酸铵及10～30g酵母提取物。
[0013]进一步的，S2所述灌注方式为每次灌注1ml～8ml微生物菌液和微生物培养液的混合液，每隔24h灌注一次，灌注1～3次。
[0014]进一步的，S2和S3的灌注采用蠕动泵。
[0015]进一步的，S3所述微生物营养液由尿素溶液和硝酸钙及氯化钙的混合溶液按体积比1:0.5～2混合成，尿素浓度为0.5mol/L～3mol/L，硝酸钙及氯化钙的混合溶液中钙离子浓度为0.5mol/L～1.5mol/L。
[0016]进一步的，S3所述灌注方式为每次灌注1ml～8ml微生物营养液，每隔24h灌注一次，灌注2～5次。
[0017]进一步的，在S3完成后再次进行草皮绿化。
[0018]本专利技术人在研究中发现：如果将微生物菌液采用常用注浆方式(导管法)进行注浆，将导管插入地层后，向导管中注入菌液时会形成压力差，压力差会影响到微生物的繁殖，且无法多次向微生物补给营养液，加固效果会受到影响；采用常用注浆方式(导管法)进行注浆，微生物通过导管的小孔向周围土壤随机扩散，区域加固的精准度有所降低。因此，本专利技术采用植物禾本植物茎与根系中的导管进行注浆，使植被根茎与微生物联合作用对砂质边坡进行注浆加固，以解决上述问题。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术以微生物菌液、微生物培养液和微生物营养液作为注浆液对禾本植物茎与根系进行注浆，微生物菌液、微生物培养液和营养液在主茎导管处汇合，随根系的导管到达各个根支，微生物在此环境中进行尿素水解析出具有胶结功能的碳酸钙，碳酸钙固结硬化后填充所处根系，形成一种网状加筋锚固结构体。此网状加筋锚固结构体与植物根系共同工作，注浆后的浅根发挥加筋作用，同时与土颗粒结合形成胶结效果，注浆后的深根发挥锚固作用，类似于预应力锚杆，能显著提高土体抗剪强度。
[0021]与现有技术相比，本专利技术加固区域只在根系分布区域，使得加固区域更精确有效。此外，本专利技术中采用蠕动泵注入微生物菌液，对微生物造成的压差较小，即对微生物生长繁殖影响小，且本专利技术中的微生物营养液可以多次注入，能给予微生物一个不受外在土壤环境干扰、营养物质充足的生长环境，因此有利于微生物生长繁殖进而矿化产生碳酸钙。与传统的植被护坡相比，根系在注浆后腐烂速度在一定程度上有所减慢，使用寿命延长，不易随着季节的变化而失去锚固作用，同时也减少了四季播种长期重复的过程。与传统的混凝土加固边坡相比，本专利技术采用的注浆液不会对土壤造成污染，也不会对后期边坡的处理造成麻烦，反而能在一定程度上保持水土，改善土体。
[0022]总而言之，本专利技术是一种工程造价低、环境友好、固化效果好以及力学性能良好的基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法。该方法可显著提高砂质边坡的整体稳定性，进而达到边坡灾害防控的目的。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术根系注浆示意图。其中：1、第一禾本植物分枝茎；2、第二禾本植物分枝茎；3、第一禾本植物分枝茎导管；4、第二禾本植物分枝茎导管；5、禾本植物根系；6、禾本植物叶子。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0026]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0027]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0028]在本专利技术一个具体实施方式中，本专利技术基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法包括以下步骤：
[0029]1)对砂质边坡进行简易清理，并在边坡的坡面上撒播种植根系发达、生长能力强的禾本植物，如香根草。香根草根系发达，生命力顽强，能在砂土环境生存，故可用于砂土环境改善。禾本植物在边坡的坡面上的覆盖率不小于60％，优选60％～80％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，其特征在于，包括下述的步骤：S1.在砂质边坡的坡面上种植禾本植物，待禾本植物自然枯萎后剪去禾本植物上部的枝干，预留一定高度的禾本植物茎，标记第一禾本植物分枝茎和第二禾本植物分枝茎；S2.通过第一禾本植物分枝茎导管灌注微生物菌液和微生物培养液的混合物；所述微生物菌液是巴氏芽孢杆菌液，菌种自砂质边坡四周土壤分离得到；S3.通过第二禾本植物分枝茎导管灌注微生物营养液，微生物营养液与微生物菌液和微生物培养液在禾本植物主茎导管处汇合，随根系的导管到达各个根支；所述微生物营养液含有尿素和钙盐。2.根据权利要求1所述的基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，其特征在于，S1所述禾本植物选取植根系发达、生长能力强的禾本植物，覆盖率不小于60％。3.根据权利要求1或2所述的基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，其特征在于，S1所述禾本植物茎剪去上部的枝干后裸露地表5cm～10cm。4.根据权利要求1所述的基于植被根茎与微生物联合作用的砂质边坡注浆加固方法，其特征在于，S2所述微生物菌液和微生物培养液体积比为1:0.5～2，微生物菌液浓度为3mol/L～15mol/L，微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，谢梦珊，刘旭，曹磊，孙广臣，江学良，尹健，阳军生，谢亦朋，傅金阳，彭雨杨，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：