中新網成都7月18日電 (記者 賀劭清)記者18日從成都理工大學獲悉，成都理工大學地災防治國重實驗室許強教授團隊與新疆大學黃勇教授團隊合作，將一種新型固化材料添加到黃土中，并對改造后的黃土開展了大量強度、水理性、滲透性、抗凍融能力等試驗研究。本月在延安的實驗初步表明，新型固化材料可大幅提升黃土的強度和抗沖刷和侵蝕能力，從而提高淤地壩的耐久性，延長其工程壽命。
中國黃土高原位于中國中部偏北部，它集中了地球上70%的黃土，是中國乃至世界黃土分布面積最大、黃土發育最完整、唯一正在堆積的年輕高原。
因黃土高原是地質歷史時期來自西北的沙塵經風力搬運形成的沙塵堆積，其形成過程決定了它不可能像其他高原那樣“堅固”，沙塵堆積的土體結構疏松，密實度和強度都很低，很容易遭受河流、雨水等流水侵蝕，水土流失異常嚴重。
近年來，黃土高原正經受著前所未有的變化，大規模的平山造城、治溝造地和固溝保塬等重大工程建設正在如火如荼地進行。黃土地區的主要建筑材料就是黃土，但缺乏堅硬的巖石作為地基、建筑材料骨料，工程建設不僅成本極高，同時因黃土地基濕陷、塌陷、滑移變形、土壤侵蝕、水土流失等不良地質現象和災害異常發育，對工程安全也構成嚴重威脅。
依托于中國國家自然科學基金重大項目課題“面向人地協調的黃土重大工程災變防控研究”，成都理工大學與新疆大學聯合開展了防止黃土土壤侵蝕和滲透的新材料研發。2021年，成都理工大學許強教授團隊與新疆大學黃勇教授團隊合作，將一種新型固化材料添加到黃土中，并對改造后的黃土開展了大量實驗。
實驗結果表明，通過將其配合少量膠凝材料混入黃土中，不僅使黃土的力學性能得到極大提升，隨著材料配比和添加量的不同，黃土可達到與混凝土C5、C10、C15甚至C20相當的力學強度，而且使其滲透性、抗凍融和崩解能力達到與粉砂巖基本相當的水平，從而將“黃土”變成了“粉砂巖”，實現了“土”變“石”的突破。
為了檢驗其實際工程效果，2022年6月初，許強教授團隊利用添加固化材料的黃土在延安顧屯流域一支溝內開展了治溝造地的現場試驗。本次試驗選取了其中的一條具有5個淤地壩的支溝開展試驗，利用添加固化材料的黃土對該支溝內已局部受損的3#淤地壩進行重修。
2022年7月14日至15日，當地突降大雨，導致3#淤地壩上游4#、5#淤地壩相繼被洪水沖開，4#淤地壩上游耕地農作物遭遇嚴重水毀。潰決洪水快速向下游耕地涌入，使3#溢流槽內過水流量急劇增大。但通過固化材料加強的3#淤地壩在暴雨沖刷尤其是上游潰壩洪水的沖擊下，依然保持完好無損，并有效排出壩內地表水。同時，由于溢流槽和集水池的修建，顯著減少了上游急劇匯入的地表水對下游耕地的沖蝕，保障了下游耕地和1#和2#淤地壩的完好。
7月17日，許強教授團隊人員抵達現場通過調查核實發現，上游的兩處淤地壩(4#和5#)均已被沖開一個缺口，地表水匯集在3#淤地壩內正有序排出，而3#淤地壩則完好無損。受3#淤地壩的保護其下游兩道淤地壩(1#和2#)也保持完好，未發生潰決。由此表明，3#淤地壩不僅抵擋住了上游潰決洪水的沖刷，還保護了下游耕地及淤地壩的安全。
許強教授團隊今后將進一步開展深化研究，研發更加適宜于黃土地區的新材料，并開展坡表防侵蝕、地下防入滲、防滑移等防災減災以及直接作為重大工程建筑材料(如道路路基，及平山造城、固溝保源、治溝造地填筑材料)的工程示范研究和推廣應用，真正將論文寫在祖國的大地上，將科研成果融入黃土實踐中。(完)