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微生物胶结粉土的养护和耐久性研究

微生物胶结粉土的养护和耐久性研究

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作者：杨宇烨南京林业大学

学位级别：硕士

作为一种学科交叉技术,与传统的物理和化学土体加固技术相比,微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）具有节能和环境友好等特点。从已有文献来看,在研究提高MICP加固效果的学术领域,很多国内外的学者大多专注于研究菌种、胶结液等胶结过程中的变... 详细信息

作为一种学科交叉技术,与传统的物理和化学土体加固技术相比,微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）具有节能和环境友好等特点。从已有文献来看,在研究提高MICP加固效果的学术领域,很多国内外的学者大多专注于研究菌种、胶结液等胶结过程中的变量,而对于胶结成型试样的后续处理缺乏系统化的对比和试验,大多数学者在MICP相关研究的试验环节中没有提到养护概念。即使部分学者在对试样进行各项指标测试前对其进行了相应的养护处理,这些养护处理方式也并不统一,并且养护处理和试样加固效果间的具体关系尚不明朗。本文选择江苏东部沿海的海相吹填粉土为试验土体,巴氏芽孢杆菌为试样菌种,使用微生物诱导碳酸钙沉积技术将粉土加固成微生物胶结试样。并以胶结试样为试验材料,研究了室温养护和烘箱养护对其加固效果的影响。并从实际工程应用出发,对胶结试样进行了水稳定性测试和干湿循环、冻融循环等耐久性研究。主要结论如下:（1）胶结试样的无侧限抗压强度在室温养护和低温烘箱养护过程中均随着养护时间逐渐增加,直至达到峰值强度后保持恒定。（2）室温养护和烘箱养护对于试样的强度均有提高作用,但养护方法的差别不会使得胶结试样的最终强度有差异。烘箱设置高温时,烘箱养护对试样强度的提高速率快于室温养护,而温度相同时,烘箱养护对试样强度的提高速率反而慢于室温养护。（3）在室温养护和烘箱养护过程中,使得胶结试样的强度发生变化的主要原因是试样的含水量发生了改变。随着试样中含水量的减少,试样的强度随之提高。当达到完全干燥状态时,试样即达到峰值强度,反之,当处于饱和状态时,试样的强度最低。（4）在浸泡和干湿循环中胶结试样的强度展现出类似的规律:随着浸泡时间逐渐减小,在达到最小值后趋于恒定。但干湿循环试样的强度反而高于浸泡试样,考虑到前者的实际浸泡时间要少于后者,推测干湿循环本身对胶结试样强度的影响有限而干湿过程中试样强度受到削弱的主要原因可能仅在于浸泡处理而非循环本身。（5）温度的变化对于干燥试样的强度没有影响。冻融循环中,试样大部分的强度损失发生在第一次冻融循环时。（6）室温养护和烘箱养护对试样加固效果的影响研究便于之后MICP领域的学者在进行强度等效果测定前能进行参考从而统一试样的状态。而干湿循环和冻融循环对试样加固效果的影响表明,在实际工程中循环作用对使用MICP技术加固的地基土加固效果的影响微乎其微。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉积室温养护烘箱养护干湿循环冻融循环

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