本研究采用天然沸石的主要化學(xué)成分為二氧化硅、氧化鋁和氧化鐵，還存在少量的其他氧化物。沸石的主要礦物組成為斜發(fā)沸石、高嶺石、石英以及其他硅鋁氧化物。天然沸石是一種表面形態(tài)不規(guī)則、比表面積較大的晶體，粗糙的表面結(jié)構(gòu)能夠提供更多的吸附點(diǎn)位，有利于提高其吸附性能，進(jìn)而促進(jìn)其在土壤改良的過(guò)程中與土壤顆粒膠結(jié)。

經(jīng)過(guò)三軸壓縮試驗(yàn)，不同沸石摻配量下的黑土力學(xué)參數(shù)。相對(duì)于對(duì)照組，經(jīng)沸石摻配改良后的黑土的土壤黏聚力均增大，分別增大1.3、14.1、15.8和32.8kPa;內(nèi)摩擦角均增大，分別增大2.6°、0.2°、0.1°和0.6°。

黑土的黏聚力隨著天然沸石的摻配量增多而增大，呈正相關(guān)關(guān)系。天然沸石的摻配量從5%～10%和15%～20%時(shí)黑土的黏聚力增加幅度較大，0～5%和10%～15%之間黑土的黏聚力提升幅度相對(duì)不大。可以看出，在黑土中添加天然沸石可以有效增強(qiáng)黑土的黏聚力。

黑土的內(nèi)摩擦角隨著天然沸石摻配量變化的規(guī)律不明顯，不同天然沸石摻配量的土壤內(nèi)摩擦角均高于對(duì)照組。當(dāng)天然沸石的摻配量為5%時(shí)，黑土的內(nèi)摩擦角增大，為對(duì)照組的2倍以上，繼續(xù)增加天然沸石的摻配量到10%時(shí)，改良黑土的內(nèi)摩擦角有所下降，與對(duì)照組黑土內(nèi)摩擦角相差不大，再繼續(xù)增加天然沸石的摻配量，可以看出天然沸石的內(nèi)摩擦角變化不大。

天然沸石能夠改善黑土的力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)，微觀結(jié)構(gòu)與宏觀物理性質(zhì)的變化規(guī)律相一致，都會(huì)引起黑土力學(xué)性質(zhì)的變化，進(jìn)而有效提升黑土的抗剪強(qiáng)度，并且這種變化從某種程度上來(lái)講可以通過(guò)黑土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行解釋，為天然沸石改良黑土及提升黑土的抗侵蝕能力提供理論依據(jù)。綜合考慮黑土黏聚力、密度以及改良成本，選取10%天然沸石摻配量改良黑土更為合適。