黄土在我国分布广泛，由于其具有大孔隙、节理发育、非饱和等特性，在降雨条件下，黄土丘陵沟壑区经常发生严重的水土流失和滑坡等地质灾害。为提高黄土的抗侵蚀性能，本文采用微生物诱导方解石沉淀（Microbially Induced Calcite Precipitation, MICP）技术对黄土进行了微生物固化试验研究，分析了巴氏芽孢杆菌（Sporosarcina pasteurii）扩繁的规律，研究了微生物固化黄土的微观结构和成分，揭示了微生物固化黄土的机理，建立了微生物固化黄土的方法，测试分析了人工模拟降雨条件下微生物固化黄土的抗侵蚀性能。取得的主要结论如下：

（1）采用MICP技术可有效固化黄土表层，提高了黄土的强度，降低了渗透系数。经过4次微生物固化处理的试样，与原状黄土相比，其渗透系数最大减小90%以上。

（2）当胶结液（CaCl₂和CO(NH₂)₂混合溶液）浓度大于0.4mol/L，预拌和固化试样中生成的CaCO₃含量先增加后减少，在土层深度为5mm左右达到峰值。与非预拌和固化试样相比，生成的CaCO₃分布更均匀。非预拌和固化试样中生成的CaCO₃主要集中于表层土体，随深度增加显著下降。

（3）非预拌和固化黄土试样，在5mm深度以内的土层中，碳酸钙含量随固化胶结液浓度增大而增加。但当土层深度超过10mm，浓度为1.2mol/L的胶结液固化试样生成的CaCO₃含量最高，大于此液浓的胶结液固化试样中的CaCO₃生成量反而降低了。因此，选择浓度为1.2mol/L的胶结液固化黄土更为经济有效。

（4）固化处理后土体的密度增加，且随深度向下递减。表层土体的密度最大可达1.96g/cm³，增加45.49%。与非预拌和固化试样相比，预拌和处理的试样密度更均匀。

（5）通过XRD分析可知固化处理后生成CaCO₃的晶型为方解石，其中，预拌和与非预拌和固化试样中生成的晶体为斜方六面体型，晶粒直径分别为10-20μm和4-8μm。光学显微镜的观测显示，生成的CaCO₃晶体在土颗粒之间起到填充和胶结作用，提高了微生物固化黄土的密度和强度，降低了渗透性。

（6）采用MICP技术固化黄土，可有效提高黄土的抗侵蚀性能。固化次数越多，侵蚀模数越小，径流模数越大，固化7次以上，二者均趋于稳定。固化处理7次以上的黄土坡面可抵抗雨强为120mm/h的降雨连续冲刷1h以上。

关键词：黄土，微生物固化，物理化学特性，抗侵蚀性能，微观结构