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工业建筑 2015年第7期45卷 19-22,35页

作者：韩智光程晓辉清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

微生物诱导生成碳酸钙沉淀(MICP)技术是一项新兴的原位灌浆技术,通过微生物和钙盐作用形成碳酸钙沉淀可改善可液化砂土的抗液化特性。NH4+作为表征碳酸钙结晶过程的重要因子,可充分反映对可液化砂土的改良效果。选用巴氏芽孢八叠球菌,采... 详细信息

微生物诱导生成碳酸钙沉淀(MICP)技术是一项新兴的原位灌浆技术,通过微生物和钙盐作用形成碳酸钙沉淀可改善可液化砂土的抗液化特性。NH4+作为表征碳酸钙结晶过程的重要因子,可充分反映对可液化砂土的改良效果。选用巴氏芽孢八叠球菌,采用Ca(CH3COO)2、Ca(NO3)2和Ca Cl2三种钙盐与尿素混合溶液的营养盐,探讨采用NH4+来表征可液化砂土的微生物固化过程。结果表明:NH4+离子浓度变化能够表征MICP对可液化砂土改良的效果,其中Ca(CH3COO)2营养盐改善可液化砂土效果最佳;营养盐的用量也对可液化砂土的加固效果有明显的改善。通过对固化后试样的渗透性和超声波速的测定,也验证了加强效果。

关键词：微生物诱导生成碳酸钙沉淀巴氏芽孢八叠球菌营养盐铵离子乙酸钙 P波

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基于改进的微生物固化海砂物理力学特性研究

基于改进的微生物固化海砂物理力学特性研究

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作者：张晴烟台大学

学位级别：硕士

微生物诱导生成碳酸钙沉淀(MICP)是一种新的、天然的、对环境友好的地基处理方法,可以提高钙质砂地基的抗压强度和抗液化能力,是一种改善土壤物理力学性质的可持续技术。该技术利用土壤微生物自身代谢生成的碳酸钙沉淀,将土颗粒粘结在一... 详细信息

微生物诱导生成碳酸钙沉淀(MICP)是一种新的、天然的、对环境友好的地基处理方法,可以提高钙质砂地基的抗压强度和抗液化能力,是一种改善土壤物理力学性质的可持续技术。该技术利用土壤微生物自身代谢生成的碳酸钙沉淀,将土颗粒粘结在一起,从而提高了土的强度,降低了土的渗透性。但在MICP研究过程中,试样的加固不均匀性往往是研究人员面临的最大问题,提高细菌在试样内部的滞留率,使细菌在试样里均匀分布,能够改善MICP加固的效果。其中,活性炭的高吸附能力和黏性土自身的黏结性等优点被广泛关注。因此,本文研究了不同活性炭掺量和不同黏粒掺量对MICP固化海砂的影响,通过碳酸钙生成量试验、吸水率试验、无侧限抗压强度试验以及三轴试验,研究加固后试样的物理力学性能,对比两种掺量之间的试验结果分析MICP的改善效果。本文的主要研究成果如下:(1)对巴氏芽孢杆菌进行扩培时,接种率4%培养时间为24h时,培养液能够给巴氏芽孢杆菌提供充足的生存空间和营养物质,培养的菌液浓度和活性最高,有利于为后续MICP加固试样提供活性较好的菌液。(2)MICP水溶液试验研究了微生物加固时所需的最优环境,在温度为30℃,PH在8左右,胶结液浓度为1.5mol/L时,保证菌液浓度越高,微生物诱导生成的碳酸钙沉淀量也就越多,菌液的活性也越高,加固的效率最快。这一最优条件为后续加固试样提供参考价值,保证了MICP加固试样的成功性。(3)活性炭的掺入对MICP加固试样有着较好的改善作用,掺入活性炭后,试样的物理力学性能相对于不掺活性炭的试样均有所改善,确定出最优活性炭为2%,适量的活性炭掺量能够填充砂颗粒之间的孔隙,增加试样内部的比表面积,为巴氏芽孢杆菌提供更多的成核位点;同时活性炭自身吸附菌液,提高细菌在试样内部的滞留率,提高试样的抗压强度。(4)黏粒的掺量对MICP加固试样也存在影响,过多过少的黏粒掺量对MICP有着抑制作用,但在最优的黏粒掺量下,试样的碳酸钙生成量、吸水率、无侧限抗压强度都得到改善,试验确定出最优黏粒掺量为9%。(5)对海砂中掺入活性炭和黏粒试样在MICP加固下的物理力学性能进行对比,掺入活性炭后试样的碳酸钙沉淀生成量最多,抗压强度提升最大,能够更好的改善试样的加固效果。此外对最优掺量下活性炭或黏粒土生物加固的试样进行固结不排水试验,研究了在围压条件下试样的强度变化,结果均表明试样中掺入活性炭的加固效果比掺黏粒土的加固效果好。

关键词：微生物诱导生成碳酸钙沉淀活性炭掺量黏粒掺量物理力学性能三轴试验

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