D-山梨醇对微生物诱导碳酸钙沉积作用效果及加固红黏土试验研究

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作者 段书苏 候志强 +3 位作者 王志佳 胡俊 张友良 张建经 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期238-248,共11页

为提升微生物诱导碳酸钙沉积一次拌合加固红黏土的强度,需要提高胶结液的浓度以增加碳酸钙的沉积量,并解决由此引发的微生物活性降低问题。非离子表面活性剂D-山梨醇能增大细胞膜的通透性使胞内的脲酶外排,提高酶的活性来增加碳酸钙的... 为提升微生物诱导碳酸钙沉积一次拌合加固红黏土的强度,需要提高胶结液的浓度以增加碳酸钙的沉积量,并解决由此引发的微生物活性降低问题。非离子表面活性剂D-山梨醇能增大细胞膜的通透性使胞内的脲酶外排,提高酶的活性来增加碳酸钙的合成。选取D-山梨醇的掺量、胶结液浓度和胶菌比这3因素,确定碳酸钙沉积最大值时各掺量,在此掺量下拌合加固红黏土。结果表明:(1)在巴氏芽孢杆菌中添加D-山梨醇能提高脲酶活性;(2)响应面试验确定碳酸钙沉积最大值时各条件为D-山梨醇掺量为0.48 g/L、胶结液浓度为3.72 mol/L、胶菌比为1.03:1;(3)采用95%压实度击实加固红黏土,室内养护14 d后,纯素土、微生物组和添加D-山梨醇组无侧限抗压强度分别为979、1 675、1 931 kPa;(4)通过X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)分析在巴氏芽孢杆菌中添加D-山梨醇方解石含量从14.4%增加到38.8%。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 红黏土 D-山梨醇 拌合法 响应面法

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微生物诱导碳酸钙沉积固化三峡库区黏性紫色土试验研究 被引量：2

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作者 夏振尧 董欣慧 +6 位作者 胡欢 张伦 朱志恩 闫茹冰 刘畅 徐萌苒 肖海 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期91-100,共10页

三峡库区自然灾害频发,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种具有能耗低、无污染且可持续等优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型,土壤孔隙较小,而MICP对其加固效果尚不明确。设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度(OD_(600)... 三峡库区自然灾害频发,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种具有能耗低、无污染且可持续等优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型,土壤孔隙较小,而MICP对其加固效果尚不明确。设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度(OD_(600)为0、0.5、1.0、1.5)和胶结液浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L)组合,对土壤试样进行MICP固化处理。开展不固结不排水三轴剪切试验,研究各试样的应力-应变关系、弹性模量和抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角),并利用扫描电镜测试分析其微观结构。结果表明:固定菌液浓度或胶结液浓度时,抗剪强度、弹性模量及黏聚力均随胶结液浓度或菌液浓度的增加呈先增后减的变化趋势,最适菌液与胶结液浓度组合为菌液OD_(600)=1.0和胶结液1.5 mol/L。平均内摩擦角随胶结液浓度的增加呈先增后减趋势,而胶结液浓度不变时,在菌液浓度OD_(600)=0.5或1.0时达到最高。固化后试样抗剪强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角最大分别提高62.59%、50.18%、119.50%和10.33%(226.00 kPa、6.44 MPa、48.30 kPa和26.70°)。通过扫描电镜观察发现MICP加固紫色土形成了大量球状碳酸钙晶体和片状碳酸钙晶体,分布于土壤颗粒表面和间隙中起胶结作用并增加土颗粒表面粗糙度,从而提升了土的黏聚力和内摩擦角。MICP可以有效提高紫色土的强度,在菌液浓度为OD_(600)=1.0和胶结液浓度1.5 mol/L组合时加固效果最优。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 土壤加固 黏性紫色土 微观结构 三峡库区

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基于微生物矿化的生态修复措施下边坡土壤理化特性与微生物群落的协同演变研究 被引量：2

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作者 连进禄 罗立津 +5 位作者 傅志森 余芳 苑华臻 丁聪 聂毅磊 郑军荣 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1275-1288,共14页

本研究聚焦基于微生物矿化的生态修复措施(微生物诱导碳酸盐沉积-厚层基材喷射)对边坡土壤的影响,重点解析了土壤理化性质与微生物群落的协同演变机制。研究发现,该生态修复措施(XF)显著改善了土壤理化特性,与对照组相比,土壤pH由4.30升... 本研究聚焦基于微生物矿化的生态修复措施(微生物诱导碳酸盐沉积-厚层基材喷射)对边坡土壤的影响,重点解析了土壤理化性质与微生物群落的协同演变机制。研究发现,该生态修复措施(XF)显著改善了土壤理化特性,与对照组相比,土壤pH由4.30升至5.20,有机质含量由8.06 g·kg^(-1)增至15.67 g·kg^(-1),全氮含量由0.32 g·kg^(-1)增至0.53 g·kg^(-1),碱解氮含量由24.37 mg·kg^(-1)增至43.60 mg·kg^(-1),有效磷含量由0.27 mg·kg^(-1)增至15.88 mg·kg^(-1),速效钾含量由70.00 mg·kg^(-1)增至110.67 mg·kg^(-1),土壤肥力状况大幅提高。α多样性指数显示,XF组微生物群落物种丰富度更高,且β多样性分析进一步证实XF组与对照组微生物群落组成存在显著差异。在微生物群落组成方面,XF组中放线菌门(Actinobacteriota)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroid-ota)等占比升高。其中,慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、伯克霍尔德氏菌-卡巴莱罗尼亚菌-副伯克霍尔德氏菌(Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia)菌群和中华单胞菌属(Sinomonas)等有益微生物的相对丰度显著增加,进而增强了有机物分解和碳氮养分循环功能。相比之下,对照组以绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteri-ota)等维持土壤基础功能的土著微生物为主。利用基于距离的冗余分析,确定有效磷为最关键环境因子,其解释度高达98.34%。微生物物种与环境因子相关性分析显示,未分类的B12-WMSP1目下的属与碱解氮含量呈极显著负相关,分枝杆菌属(Mycobacterium)与碱解氮和有机质含量均呈极显著正相关,JG30-KF-CM45科下未分类属与有效磷含量呈显著正相关。这些发现阐明了该生态修复措施下边坡土壤理化特性与微生物群落的协同演变规律,为边坡生态修复工程提供了重要的理论依据与实践指导,对推动生态修复技术的优化和应用具有重要意义。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸盐沉积技术 生态修复 边坡土壤 土壤理化性质 微生物群落

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基于微生物矿化的砂土强度及固化均匀性差异研究

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作者 田怡帆 李志清 +3 位作者 梁皓 王立朝 李丹丹 周应新 《人民长江》 北大核心 2025年第9期219-226,251,共9页

为改善微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)固化砂土时存在的强度差异大、诱导生成的碳酸钙晶体分布不均匀等问题,提出了通过改变固化方式和调整反应溶液的改进方法。研究采用培养后的细菌液、离心后的菌体液、离心后的分泌液3种溶液,分别... 为改善微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)固化砂土时存在的强度差异大、诱导生成的碳酸钙晶体分布不均匀等问题,提出了通过改变固化方式和调整反应溶液的改进方法。研究采用培养后的细菌液、离心后的菌体液、离心后的分泌液3种溶液,分别使用注浆法与真空饱和法对标准砂柱进行不同次数的循环处理,分析了不同固化方式下砂柱的强度变化规律;通过差异系数定量表征碳酸钙晶体在砂柱中分布的均匀性,探究了3种微生物溶液的矿化机理以及细菌体对砂柱均匀性的影响。结果表明:真空饱和法固化可以缩短渗流路径,提高矿化反应效率,使固化砂柱的强度提高8~28倍,同时将碳酸钙分布的差异系数降低77%~94%;脲酶在3种微生物溶液中均有分布,主要集中在细菌体表面,碳酸钙晶体的分布受菌体的影响较大,菌体液诱导生成的碳酸钙数量最多,但容易集中在进浆口附近,影响后续矿化反应的进行,分泌液固化砂柱整体的均匀性最好;以菌体为晶核生成的碳酸钙晶体起到胶凝固定作用,而可溶性有机质诱导生成的游离碳酸钙晶体可起到填充孔隙的作用,有助于提高砂柱均匀性。研究成果提出了改进的固化试验方法,为提高反应效率和改善固化体整体均匀性提供了试验依据。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 注浆法 真空饱和法 无侧限抗压强度 矿化均匀性

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低温条件下微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的试验研究 被引量：67

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作者 彭劼 何想 +2 位作者 刘志明 冯清鹏 何稼 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1769-1774,共6页

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)加固土体是近年来受到学术界重视的问题,但是对实际土壤温度下MICP加固土体的可行性及效果研究未见报道。利用尿素水解菌ATCC 11859,进行了微生物诱导碳酸钙沉积的试管试验及一维砂柱试验,研究了不同温度下... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)加固土体是近年来受到学术界重视的问题,但是对实际土壤温度下MICP加固土体的可行性及效果研究未见报道。利用尿素水解菌ATCC 11859,进行了微生物诱导碳酸钙沉积的试管试验及一维砂柱试验,研究了不同温度下微生物诱导生成碳酸钙的特性及对土体的加固效果。试管试验表明温度越高生成的碳酸钙越多,在不同温度下微生物诱导生成的碳酸钙晶型无显著差异,但是温度对碳酸钙的生成速率有明显影响。一维加固试验表明MICP在一般土壤温度条件下都能够有效地加固土体,但低温下MICP加固的试样强度较低,渗透系数较高。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 温度 土体加固 试验研究

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微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究 被引量：60

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作者 彭劼 温智力 +3 位作者 刘志明 孙益成 冯清鹏 何稼 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期733-740,共8页

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca^(2+)与NH_4^+浓度的变化,综合评价了MICP压力... 利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca^(2+)与NH_4^+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 有机质黏土 压力灌浆 胶结液浓度

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温度对微生物诱导碳酸钙沉积加固砂土的影响研究 被引量：48

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作者 彭劼 冯清鹏 孙益成 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1048-1055,共8页

利用尿素水解菌ATCC 11859,在10℃,20℃,30℃的环境下进行了微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）水溶液试验、一维砂柱加固试验和细菌活性试验。研究表明,水溶液试验中,温度对于MICP的影响和反应时间有关,反应前期,温度较高的环境下钙离子消... 利用尿素水解菌ATCC 11859,在10℃,20℃,30℃的环境下进行了微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）水溶液试验、一维砂柱加固试验和细菌活性试验。研究表明,水溶液试验中,温度对于MICP的影响和反应时间有关,反应前期,温度较高的环境下钙离子消耗量较大,反应一段时间后温度较低的环境下钙离子消耗量较大;砂柱试验中,温度较低的环境下加固形成的砂样无侧限抗压强度较大,碳酸钙含量的检测表明,环境温度越高,砂柱中生成的碳酸钙含量越低;无侧限压缩试验的应力应变关系表明,相对低温条件下MICP处理的砂样在达到峰值强度时能够产生较大的变形;不同温度下细菌活性试验表明,细菌活性衰减较快是高温环境下碳酸钙的最终沉积量较小的原因。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 温度 土体加固

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基于脲酶诱导碳酸钙沉积的微生物矿化技术在分散性土改良中应用的试验研究 被引量：28

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作者 李驰 史冠宇 +2 位作者 武慧敏 王翠艳 高瑜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期333-342,共10页

将基于脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)的微生物矿化技术运用于分散性土的改良。以内蒙古呼伦贝尔某水库工程的筑坝土料作为岩土基质,通过针孔试验、双密度计试验和碎块试验,对微生物矿化改良前后的土样进行分散性试验鉴定和评价。试验结果显... 将基于脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)的微生物矿化技术运用于分散性土的改良。以内蒙古呼伦贝尔某水库工程的筑坝土料作为岩土基质,通过针孔试验、双密度计试验和碎块试验,对微生物矿化改良前后的土样进行分散性试验鉴定和评价。试验结果显示,经过微生物矿化改良后的土样抗分散能力明显增强,特别是以脲酶溶液制备的微生物改性剂,改良后土样在针孔试验中经历了50、180、380 mm以及1020 mm的水头后,流出水始终保持清澈透明的状态,且出水口平整;针孔尺寸保持不变,收集针孔试验后的土样进行碎块试验,未出现胶粒的分散状况。双密度计试验中测得经脲酶溶液改良后土样的分散度低于30%,较原土样的分散度降低约50%,土样由分散性转变为非分散性;经微生物菌液改良后土样的分散度为41.1%,较原土样的分散度降低22%,土样由分散性转变为过渡性。以脲酶溶液制备的微生物改性剂,在粒径细小的黏性土中发挥矿化作用更加充分,就分散性土的改良和提高抗分散能力而言,优于以微生物菌液制备的微生物改性剂。首次将脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术应用于分散性土的改良,这是绿色微生物矿化技术与水利筑坝材料改良相结合的创新,在筑坝填料分散性土的改良中有着良好的应用前景。 展开更多

关键词 微生物矿化技术 脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术 分散性土 脲酶 针孔试验 分散度

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微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法 被引量：20

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作者 彭劼 黄慕凡 +1 位作者 谢高强 田艳梅 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期259-264,共6页

为了探讨微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用方法,尝试注浆管MICP加固土体,即在土体中插入不同分布密度注浆孔的注浆管,将菌液和胶结液通过注浆管注入土体中,从而形成加固体,并通过对比试验,研究注浆管MICP的加固效果。试验... 为了探讨微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用方法,尝试注浆管MICP加固土体,即在土体中插入不同分布密度注浆孔的注浆管,将菌液和胶结液通过注浆管注入土体中,从而形成加固体,并通过对比试验,研究注浆管MICP的加固效果。试验结果表明,经过注浆管MICP处理,能形成完整的且强度较高的固化砂柱,并且固化砂柱的强度比较均匀。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 注浆管 土体加固 模型试验

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溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积影响因素研究 被引量：13

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作者 孔繁浩 赵志峰 《林业工程学报》 北大核心 2017年第4期146-151,共6页

现有的微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的研究对象大多是简单离子化学环境下的松散砂土,而实际工程中往往需要面对各种不同环境下形成的土体。以江苏东部沿海地区海相吹填粉土的化学环境为依托,选用巴氏芽孢杆菌进行溶液环境下微生物诱... 现有的微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的研究对象大多是简单离子化学环境下的松散砂土,而实际工程中往往需要面对各种不同环境下形成的土体。以江苏东部沿海地区海相吹填粉土的化学环境为依托,选用巴氏芽孢杆菌进行溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积试验。通过定量分析研究了环境温度、环境pH、氯化盐、土体中胶结阳离子含量等环境因素对微生物诱导碳酸钙生成量的影响规律。结果表明,在14~36℃时碳酸钙的生成量随着温度的升高而增加,总体呈上升趋势;当溶液pH为9时,碳酸钙生成量最多,并且碱性较强的溶液(pH为10~11)比弱碱性溶液(pH为7~8)诱导生成的碳酸钙量更多;溶液里高浓度的氯化盐能够抑制碳酸钙的生成,相比而言同浓度下氯化钙比氯化钠更易抑制碳酸钙生成;原始土体中少量的两种胶结离子之间没有相互抑制的作用,当土体中胶结阳离子浓度总和一致时,碳酸钙产量基本一致。研究结果可为实际注浆时采用MICP技术加固土体提供有效的依据。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 溶液环境 温度 氯化盐 阳离子

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土颗粒尺寸对微生物诱导碳酸钙沉积反应速率的影响 被引量：3

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作者 谭慧明 陈福茂 +1 位作者 何稼 陈佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1884-1889,共6页

为了确定微生物固化土体过程中的反应时间,本文通过测定微生物诱导碳酸钙沉积反应过程中钙离子浓度变化,研究土颗粒存在对反应速率的影响,并与经验计算结果进行了对比分析。结果表明:无土颗粒存在时反应过程中形成的碳酸钙沉积层会在一... 为了确定微生物固化土体过程中的反应时间,本文通过测定微生物诱导碳酸钙沉积反应过程中钙离子浓度变化,研究土颗粒存在对反应速率的影响,并与经验计算结果进行了对比分析。结果表明:无土颗粒存在时反应过程中形成的碳酸钙沉积层会在一定程度上降低反应速率,加入土颗粒会充分发挥细菌的胶结能力,显著加快反应速率;在相同试验环境下,反应速率随着单位体积胶结液中颗粒表面积的增大而增大,但当颗粒粒径减小到一定程度时,堵塞效应会使反应速率有所降低;反应速率经验关系既不能体现反应后期的衰减过程,也不能反映颗粒存在对反应速率的影响。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 反应速率 颗粒表面积 颗粒尺寸 粗粒土 堵塞效应

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土体环境对微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的影响研究 被引量：22

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作者 赵志峰 孔繁浩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期608-614,692,共8页

生物地基处理技术利用微生物诱导碳酸钙沉积来加固土体，符合环境保护和可持续发展的要求，具有良好的发展前景。目前已取得的研究成果主要是针对简单离子化学环境下的松散砂土，对不同环境下的细粒土研究的较少。以江苏东部沿海地区的... 生物地基处理技术利用微生物诱导碳酸钙沉积来加固土体，符合环境保护和可持续发展的要求，具有良好的发展前景。目前已取得的研究成果主要是针对简单离子化学环境下的松散砂土，对不同环境下的细粒土研究的较少。以江苏东部沿海地区的海相吹填粉土为研究对象，选用巴氏芽孢杆菌进行微生物注浆试验，定量分析温度、pH值、氯化盐舍量、土体中胶结阳离子含量等土中的环境因素对加固效果的影响规律。结果表明：随着温度的升高、试样中生成的碳酸钙增加，但无侧限抗压强度并不是呈现出一直提高的趋势，而是存在一个峰值。偏碱性的环境有利于巴氏芽孢杆菌的工作，但过高的pH值会影响加固效果。土中的氯化盐含量过高时会抑制细菌的活性从而对加固产生不利影响。土中的胶结阳离子含量对微生物注浆的影响很小，可忽略不计。本次试验研究结果能为现场环境下采用MICP技术加固粉土提供有效的依据。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 海相粉土 温度 PH值 氯化盐 阳离子

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微生物沉积碳酸钙胶结砂土力学特性及本构模型 被引量：14

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作者 刘鹏 邵光辉 黄容聘 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期720-726,共7页

为建立一个微生物固化土体的本构模型,分析研究了微生物固土机理,发现微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)过程中形成的碳酸钙所起作用主要是增强相邻土颗粒之间连接,增大土体刚度,使其在相同应变下可承担更高应力.故将微生物固化处理后的土体... 为建立一个微生物固化土体的本构模型,分析研究了微生物固土机理,发现微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)过程中形成的碳酸钙所起作用主要是增强相邻土颗粒之间连接,增大土体刚度,使其在相同应变下可承担更高应力.故将微生物固化处理后的土体看成未处理的砂土(只考虑填充作用影响)和新产生的碳酸钙胶结两部分,分别进行计算模拟,而二者的刚度之和为处理后土体的总刚度.为了对MICP过程形成的碳酸钙胶结进行模拟,提出了一个临界状态计算模型,该模型包括胶结的屈服面方程、硬化规律和流动法则,将其与已有的砂土计算模型配合使用,可对各种微生物固化砂土体的应力应变特性进行计算模拟.将提出的本构模型理论计算结果与微生物固化土体的三轴压缩试验结果进行对比,结果表明,所提出的模型能够反映微生物固化土体的应力应变规律. 展开更多

关键词 微生物固化土 碳酸钙 胶结 微生物诱导方解石沉积(MICP)

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基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良 被引量：32

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作者 谢约翰 唐朝生 +4 位作者 刘博 程青 尹黎阳 蒋宁俊 施斌 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1438-1447,共10页

采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力.利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量... 采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力.利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价.通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜(SEM)分析土样的微观结构特征.结果表明:1)素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2)崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标.MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3)MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4)微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制. 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 微生物固化 黏性土 水稳性 微观结构 水土流失

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煤矿微生物诱导碳酸钙沉积胶结充填开采技术研究 被引量：7

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作者 邓雪杰 刘浩 +5 位作者 张吉雄 赵逸乐 李玉 卞立国 田秀国 谢晋 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第4期439-451,共13页

针对当前充填开采技术中水泥基胶结料存在的高排放和高耗能问题,将微生物诱导CaCO_(3)沉积(MICP)技术引入充填开采领域,研究了微生物胶结充填材料的力学性能,建立了基于MICP的微生物胶结充填开采技术体系。研究表明,拌和型和灌注型微生... 针对当前充填开采技术中水泥基胶结料存在的高排放和高耗能问题,将微生物诱导CaCO_(3)沉积(MICP)技术引入充填开采领域,研究了微生物胶结充填材料的力学性能,建立了基于MICP的微生物胶结充填开采技术体系。研究表明,拌和型和灌注型微生物胶结充填材料的强度随着营养液浓度和菌液用量的增加呈现先增大后减小的规律,平均强度分别为0.88 MPa和17.95 MPa;微生物充填材料内部的有效CaCO_(3)晶体是充填材料固结的关键,在拌和型试样中以方解石和球霰石的矿物形式存在,在灌注型试样中主要为方解石。微生物胶结充填开采技术的节能减排环境效益显著,特别是在当前环保需求和政策背景下,该技术具有科学价值和发展前景。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 微生物充填材料 充填开采 绿色开采

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岩石节理微生物诱导碳酸钙沉积封堵渗流演化规律试验研究 被引量：5

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作者 肖维民 林馨 +2 位作者 钟建敏 李双 朱占元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2798-2808,共11页

微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因... 微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因素,开展了6种不同工况下的岩石节理MICP封堵室内试验,得到了MICP封堵过程中岩石节理导水系数和水力隙宽变化规律以及相应的碳酸钙时空分布图像。试验结果表明:MICP封堵过程中岩石节理水力隙宽随灌注轮次大致呈线性减小趋势,且水力隙宽减小速率与岩石节理中碳酸钙分布情况密切相关,而MICP反应过程中碳酸钙分布又受灌注速率、固定液、菌液和反应液灌注时长、静置时长等因素影响;6种工况中灌注速率较大、先灌注菌液和固定液静置一段时间再灌注菌液和反应液、灌注和静置时间最长的工况4封堵效率和效果最佳,在仅灌注2轮的情况下可将岩石节理导水系数由40.51×10^(-6)m^(2)/s减小至0.52×10^(-6)m^(2)/s,降幅达98.72%,对应的水力隙宽值由0.367 mm减小至0.086 mm,降幅达76.6%;通过观测岩石节理试件上、下表面的碳酸钙沉积情况,发现岩石节理中MICP反应产生的碳酸钙在较短时间内就可以形成一定胶结强度,在封堵岩石节理减小其渗透性的同时,还有改善其力学性能的潜力。 展开更多

关键词 岩石力学 岩石节理 微生物诱导碳酸钙沉积 导水系数 水力隙宽

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微生物诱导碳酸钙沉积技术改性黄土结构强度试验研究 被引量：25

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作者 程瑶佳 唐朝生 +2 位作者 谢约翰 刘博 泮晓华 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期44-51,共8页

我国黄土地区的水土流失和地质灾害问题异常严重,这主要与黄土较差的工程地质性质有关。提出采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黄土进行改性处理,以改善其力学性质。采用喷洒法的方式将制备好的微生物菌液和胶结液依次喷洒在土样表... 我国黄土地区的水土流失和地质灾害问题异常严重,这主要与黄土较差的工程地质性质有关。提出采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黄土进行改性处理,以改善其力学性质。采用喷洒法的方式将制备好的微生物菌液和胶结液依次喷洒在土样表面进行MICP处理,基于贯入试验和碳酸钙含量测定试验,分析不同MICP胶结轮次(3次、5次、7次)和胶结液浓度(0.5 M、1 M、1.5 M)对MICP胶结土样结构强度和碳酸钙含量的影响。结果表明:(1)MICP技术能显著提高黄土的结构强度,并在黄土表面形成一层高强度的硬化壳;(2)随着胶结轮次增加,土体的硬化壳强度和厚度、内部强度逐渐增大,碳酸钙含量也随之增高;(3)胶结液浓度对MICP改性效果影响显著,1.0 M胶结液浓度的处理效果最好,其表层结构强度最高可达600 k Pa,内部完整性好,1.5 M的次之,仅在表面形成较薄的硬化壳,内部强度低,0.5 M胶结液浓度处理的土体力学性质改良不明显;(4)MICP改善黄土结构强度的作用机理主要是微生物诱导生成的碳酸钙胶结土颗粒,极大提升土颗粒之间的联接强度,从而显著改善土体的力学特性。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 黄土 结构强度 碳酸钙含量 胶结轮次 胶结液浓度

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微生物沉积碳酸钙固化砂质黏性紫色土试验研究 被引量：29

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作者 沈泰宇 汪时机 +2 位作者 薛乐 李贤 何丙辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3115-3124,共10页

重庆紫色土是一种砂质黏性土,地区降雨集中,水力冲蚀作用剧烈,极易产生水土流失,微生物诱导方解石沉积(MICP)技术因能耗低、污染小而广泛应用于土体加固中。通过正交试验优化了巨大芽孢杆菌(BNCC 336739)的培养基和培养条件,活菌数增长1... 重庆紫色土是一种砂质黏性土,地区降雨集中,水力冲蚀作用剧烈,极易产生水土流失,微生物诱导方解石沉积(MICP)技术因能耗低、污染小而广泛应用于土体加固中。通过正交试验优化了巨大芽孢杆菌(BNCC 336739)的培养基和培养条件,活菌数增长126%,活性良好。采用巨大芽孢杆菌,进行低水压(9.8kPa)灌注固化砂质黏性紫色土试验,探究了固化效果的变化规律。结果表明:随固化次数增加,碳酸钙生成量和干密度逐级增加,无侧限抗压强度与碳酸钙生成量正相关;碳酸钙有效沉积越来越少,强度提高趋于稳定,固化9次后强度提高77%;随孔隙被碳酸钙填充和上下碳酸钙硬壳的形成,渗透性不断降低,最终下降两个数量级;通过试样上、中、下三部分碳酸钙生成量C的样本标准差s来反映碳酸钙分布离散程度,发现割线弹性模量在s的影响下随C增加而波动上升,波动表现为在C相近或s相差很大时,s越小割线弹性模量越大。研究成果可以为MICP技术在紫色土地区的地基、边坡加固和水土流失防护等工程应用提供科学依据和参考。 展开更多

关键词 微生物诱导方解石沉积 巨大芽孢杆菌 固化 无侧限抗压强度 渗透性

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微生物岩土工程技术的过去、现在与未来 被引量：8

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作者 王双娇 李志清 +3 位作者 田怡帆 李燕明 周应新 李丹丹 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期236-264,共29页

微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制... 微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制。文章梳理了微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)的研究现状,系统归纳了固化原理和改良岩土体的物理力学特性,并分析得出固化效率主要受到反应物自身和外部环境两方面的影响。当前MICP技术已初步应用于土体固化、裂缝修复、防渗处理、污染修复及微生物水泥等领域,但由于矿化难以均匀、反应物不经济、微生物及脲酶活性期短且受环境干扰大、代谢产物附带毒性、现场应用性差,该技术目前主要限于实验室水平。作者分别提出了可能的突破与改进方向,并结合实验室成果指出豆粕进行菌体扩培和脲酶供给的碳源优势,以及将磷石膏作为现场钙源的环保性和经济性,以期为从事微生物岩土工程研究与技术开发的人员提供参考。 展开更多

关键词 微生物岩土工程 微生物地质工程 微生物诱导碳酸钙沉积 巴氏芽孢杆菌 脲酶 磷石膏

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钙源对微生物矿化胶结砂土材料均匀性的影响 被引量：2

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作者 徐溪晨 郭红仙 +2 位作者 程晓辉 乔婧 杜鉴航 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期57-63,共7页

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术可以改善砂土材料的力学性质,但MICP胶结砂土材料的均匀性问题是目前存在的重要问题,且严重影响了MICP技术的工程应用。进行小尺寸(直径3 cm、高度11 cm)和细长(直径5 cm、高度100 cm)砂柱试样的MICP一... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术可以改善砂土材料的力学性质,但MICP胶结砂土材料的均匀性问题是目前存在的重要问题,且严重影响了MICP技术的工程应用。进行小尺寸(直径3 cm、高度11 cm)和细长(直径5 cm、高度100 cm)砂柱试样的MICP一批次灌浆试验和溶液环境试验,探究氯化钙和乙酸钙两种钙源对MICP矿化反应过程和MICP胶结砂土材料均匀性的影响。MICP胶结砂土试样的碳酸钙含量和单轴抗压强度试验结果表明,与氯化钙作为钙源相比,乙酸钙作为钙源可以增加砂柱胶结长度,改善碳酸钙在灌浆方向的均匀性,减少MICP胶结砂土材料沿灌浆路径的强度差异;乙酸钙作为钙源可减缓MICP矿化反应过程,降低营养液中尿素的分解速率,进而提高营养液中未分解尿素和游离钙离子在MICP胶结砂土材料中的传输距离,有利于提高MICP胶结砂土材料的均匀性。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) MICP胶结砂土材料 钙源 碳酸钙含量 单轴抗压强度

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