基于κ-卡拉胶与聚乙烯醇的聚合物固沙技术及其在可持续岩土工程中的应用研究

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：[R1-1] Stabilization of Sandy Soil Using Polymer-Based Soil Treatment Method with Carrageenan and Polyvinyl Alcohol

本研究针对沙土稳定性问题，创新性地采用天然生物聚合物卡拉胶与合成水溶性聚合物聚乙烯醇(PVA)进行聚合物基土壤处理(PST)。实验表明：4%卡拉胶显著提升黏聚力(40.82 kPa)与内摩擦角(58.58°)；3% PVA在低饱和度(SR≈13–17%)条件下强度达395.76 kPa。该研究为替代水泥基胶结材料提供了低碳环保的岩土工程解决方案。

　　

本研究探索了使用天然生物聚合物卡拉胶(carrageenan)与合成水溶性聚合物聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA)的聚合物基土壤处理(Polymer-based Soil Treatment, PST)技术对沙土的稳定化作用。通过直接剪切试验和含水率分析发现：4%卡拉胶处理使黏聚力提升至40.82 kPa，内摩擦角达58.58°；而3% PVA在低饱和度(SR≈13–17%)条件下表现出更高强度（395.76 kPa）和83.39°摩擦角。机理研究表明，卡拉胶通过凝胶桥接增强颗粒间粘结，PVA则通过孔隙填充和成膜作用提升稳定性。两种聚合物的性能均与饱和度密切相关，表明实际应用中需根据湿度条件优化处理方案。该研究为开发低碳、可持续的岩土工程材料提供了重要理论依据和技术路径。