冻融作用会破坏土壤结构，导致寒冷干旱地区的土地出现荒漠化问题。本文基于寒区会发生冻融现象的特点，研发了一种冻融促强型水凝胶并应用于加固沙土。改性沙土在保持15%含水率的情况下，经历12次冻融循环后无侧限抗压强度由31.06 kPa提升至330.08 kPa，提升15.67倍。得益于水凝胶优异的抗变形能力，改性沙土又具有较高的弹性模量。同时改性沙土兼具一定的保水性能，与未改性沙土相比保水能力提升35.53%。借助拉曼光谱分析表明水凝胶内存在一定的自由水。借助电镜扫描，核磁共振技术发现水凝胶使沙土的孔隙率由37.78%减少到14.24%，减小了大孔、中孔数量，增加了微孔的数量。我们又发现5%的水凝胶掺量下促进了植物生长。水凝胶的固化归因于冻融作用使高分子材料相互物理缠结形成互穿网络结构。最后我们建立物理模型推测水凝胶固沙的机理。

 

冻融，加固沙土，强度提升，水凝胶，植生层