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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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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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

3

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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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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钙源对微生物矿化胶结砂土材料均匀性的影响 被引量：2

5

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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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

6

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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微生物诱导碳酸盐在土体加固中的应用进展 被引量：8

7

作者 周应征 管大为 成亮 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期697-706,共10页

微生物矿化是近年来在土体改良工程发展起来的一个新分支,主要研究微生物活性在改善土体颗粒特性方面的应用。微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)是实现土体生物胶结最常用的方法之一,该技术借助脲酶菌的代谢行为诱导碳酸钙,将松散的砂颗粒胶... 微生物矿化是近年来在土体改良工程发展起来的一个新分支,主要研究微生物活性在改善土体颗粒特性方面的应用。微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)是实现土体生物胶结最常用的方法之一,该技术借助脲酶菌的代谢行为诱导碳酸钙,将松散的砂颗粒胶结成整体,从而提高了土体的力学性能。文章系统性地介绍了MICP研究中的脲酶菌矿化机理、相关处理方法、影响因素、衍生新工艺脲酶诱导碳酸盐沉积EICP及MICP技术在岩土领域的相关现场试验,并对MICP的实用性进行了总结,最后简要讨论了现研究阶段MICP工程应用所面临的挑战和潜在解决方案。 展开更多

关键词 土体改良 微生物诱导碳酸盐沉积 碳酸钙 micp EICP

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微生物灌浆加固土体研究进展 被引量：189

8

作者 钱春香 王安辉 王欣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1537-1548,共12页

水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化... 水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化作用在砂颗粒间快速析出方解石凝胶,改善土体的物理力学性质。系统总结了国内外关于微生物灌浆加固土体的室内及现场试验研究,同时对固化土体的工程特性、原位无损测试方法以及灌浆效果的影响因素等进行了论述。研究表明,微生物灌浆技术具有施工扰动小、灌浆压力低、环境友好等优势,并可显著提高土体的强度、刚度及抗液化性能,在土体加固领域有着非常广阔的应用前景,但关于微生物固化土体的耐久性以及灌浆的经济性等问题仍需进行深入的探讨与研究。 展开更多

关键词 土体加固 微生物诱导方解石沉积(micp) 生物胶结 微生物灌浆 砂土

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微生物地质工程技术及其应用 被引量：17

9

作者 唐朝生 泮晓华 +6 位作者 吕超 董志浩 刘博 王殿龙 李昊 程瑶佳 施斌 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期625-654,共30页

微生物地质工程技术是将微生物参与的生化过程加以控制和利用,来解决工程地质问题的一类新型岩土体水—力学特性改性技术。研究表明该技术具有低成本、环境友好、低能耗和过程可控的优点,是工程地质界近些年的一个热门研究内容,也是现... 微生物地质工程技术是将微生物参与的生化过程加以控制和利用,来解决工程地质问题的一类新型岩土体水—力学特性改性技术。研究表明该技术具有低成本、环境友好、低能耗和过程可控的优点,是工程地质界近些年的一个热门研究内容,也是现代工程地质学科的重要发展方向。文章基于当前该技术取得的研究进展,系统总结了能被加以控制和高效利用的三种代表性微生物地质工程技术(微生物成矿作用、微生物膜作用及微生物产气作用)的原理及其应用领域。着重对研究最多、应用前景最广的微生物成矿作用改性岩土体力学特性、渗透特性、抗侵蚀性等工程性质及机理进行了阐述,并深入探讨了影响微生物成矿作用改性效果的关键因素(细菌种类、菌液浓度、环境温度、pH值、胶结液、土体性质及灌浆工艺)。此外,文章还详细论述了微生物成矿作用在地基处理、岛礁建设、防风固沙、水土保持、抗裂防渗、文物保护、地灾防治等领域的应用现状,并探讨了该技术当前面临的主要挑战及未来的重点研究方向。 展开更多

关键词 微生物地质工程技术 微生物诱导方解石沉淀(micp) 微生物矿化 工程地质 岩土体改性 防灾减灾

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黄河流域内蒙古段砒砂岩风化土微生物矿化改良的试验研究 被引量：6

10

作者 王燕星 李驰 +1 位作者 葛晓东 高利平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期708-718,共11页

砒砂岩,一种在黄河中上游广泛分布的特殊岩石,是由砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层,由于成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低,且含有大量黏土矿物,其抗侵蚀能力弱,遇风成沙、遇水成泥,是“泥沙入黄”的重要来源。基于微生物诱导... 砒砂岩,一种在黄河中上游广泛分布的特殊岩石,是由砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层,由于成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低,且含有大量黏土矿物,其抗侵蚀能力弱,遇风成沙、遇水成泥,是“泥沙入黄”的重要来源。基于微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术对砒砂岩风化土进行改良加固,以矿化后试样获得良好的强度为目标,结合物性及孔隙结构分析,对含有大量细粒土的砒砂岩风化土进行微生物矿化改良试验的最优方案设计。试验方案中设置12种工况,通过菌液浓度、菌液与胶结液用量比、钙尿摩尔比3个控制要素,对经微生物诱导沉积的碳酸钙晶体的晶型、形貌和尺寸进行人为调控。试验结果表明,当微生物矿化试验中尿素消耗量为0.4 mol时,采用菌液浓度OD_(600)值为1.2、菌液与胶结液用量比为1:20、钙尿摩尔比为1:1的试验方案,经微生物诱导的碳酸钙晶体以20~30μm的“方解石-球霰石团聚体”的晶型被沉积,并填充于砒砂岩风化土的孔隙中,使得砒砂岩风化土密实度提高,矿化后试样的孔隙度减小了62.4%,抗蚀能力得到增强。改良后的试样表现出良好的强度特性,无侧限抗压强度达到了1.0 MPa。由于微生物诱导的碳酸钙晶体的填充和胶结作用,浸水饱和后试样的强度尚保留43.6%,很好地解决了砒砂岩遇水溃散的问题。研究结果拓展了MICP技术在含有大量细粒土的混合土加固中的应用,为改良后砒砂岩风化土的工程推广应用提供了理论基础和试验依据。 展开更多

关键词 砒砂岩 微生物诱导碳酸钙沉积(micp)技术 晶体调控 孔隙特征

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超声波提高微生物固化砂土效果的试验研究 被引量：3

11

作者 刘志明 彭劼 +1 位作者 李杰 宋恩润 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1411-1417,共7页

为了研究超声波对巴氏生孢八叠球菌及其诱导碳酸钙沉积能力的影响,利用超声(20 kHz)开展超声辐照时间(0~30 min)和超声功率强度(0~0.8 W/cm3)的正交试验,用超声处理后的菌液进行水溶液试验和砂柱加固试验.测定菌液脲酶活性、OD600、细... 为了研究超声波对巴氏生孢八叠球菌及其诱导碳酸钙沉积能力的影响,利用超声(20 kHz)开展超声辐照时间(0~30 min)和超声功率强度(0~0.8 W/cm3)的正交试验,用超声处理后的菌液进行水溶液试验和砂柱加固试验.测定菌液脲酶活性、OD600、细菌颗粒分布参数、碳酸钙的产量和加固后砂柱无侧限抗压强度.分析超声辐照时间、超声功率强度、超声能量强度对碳酸钙产量的影响.结果表明,超声辐照能够引发细菌产生生理强化反应,提高菌液脲酶活性.当超声能量强度约为8 W·min/cm3时,超声辐照能够有效地提高菌液诱导生成碳酸钙的能力.经优化的辐照策略(超声功率强度为0.4 W/cm3,处理时间为20 min)进行超声辐照处理后,水溶液中和砂柱中的碳酸钙产量分别提高了28.5%和35.6%,加固后砂样无侧限抗压强度为1.25 MPa,较对照组提高了91.6%. 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 超声波 脲酶活性 碳酸钙产量 辐照时间 超声能量强度

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基于MICP技术的固化黏土抗侵蚀性能研究 被引量：1

12

作者 张伟丽 李明依 +2 位作者 李俊 钱程 陈宗武 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期201-210,232,共11页

近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术被应用于表层土体的加固处理,以提升土体的抗侵蚀能力。采用新型的单相法和传统的两相法对黏性土表层进行MICP处理,分析了环境pH值和胶结液浓度对MICP反应过程的影响,并对经过不同处理次数的土样... 近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术被应用于表层土体的加固处理,以提升土体的抗侵蚀能力。采用新型的单相法和传统的两相法对黏性土表层进行MICP处理,分析了环境pH值和胶结液浓度对MICP反应过程的影响,并对经过不同处理次数的土样进行冲刷试验,观察并记录冲刷试验过程中土样的质量变化,以此评价2种加固方法的效果。结果表明:采用MICP技术加固后,土壤颗粒之间形成了有效的胶结;使用单相法加固的土样中碳酸盐生成量少于两相法,但土体整体的水稳性高于两相法;经过单相法和两相法加固处理5次后,试样被冲刷40 s后的侵蚀量分别为0.43 g和0.11 g,而相同条件下未加固试样的侵蚀量为54.63 g,加固后的土样经过24 h的冲刷试验后表面几乎没有被破坏,显示采用MICP技术加固后土样的抗侵蚀能力远大于未处理土样。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp)技术 黏土加固处理 冲刷试验 土壤抗侵蚀性能

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冻融循环对MICP加固土性能的影响

13

作者 李俊 张伟丽 +1 位作者 陈宗武 李明依 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期175-184,共10页

近年来微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)备受关注,在土体加固领域也取得了一定进展。微生物加固后土体性能整体得到提升,但是冬冻春融的循环作用,使得土体结构逐渐松散,导致土体强度、抗冲刷性和保水能力均有所降低。目前针对冻融循环对M... 近年来微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)备受关注,在土体加固领域也取得了一定进展。微生物加固后土体性能整体得到提升,但是冬冻春融的循环作用,使得土体结构逐渐松散,导致土体强度、抗冲刷性和保水能力均有所降低。目前针对冻融循环对MICP固化土性能影响研究较少。采用喷洒法对试样表面进行了MICP固化处理,对多组试样给予不同冻融周期作用,并进行了无侧限抗压强度测试、冲刷试验和水分蒸发试验,探讨了试样水分蒸发速率随冻融周期增加的变化规律,以及冻融对加固土性能的影响。基于土体抵抗冲刷破坏作用机理,结合不同冻融周期下试样的表观松散程度和试验结果,探究了冻融循环导致加固土性能下降的原因。试验结果表明:试样无侧限抗压强度(UCS值)从43.83 kPa提高到加固后的69.92 kPa,经历20次冻融循环,加固试样的UCS值为未加固试样1.48倍,且加固试样冲刷侵蚀量远小于未加固试样的一半。研究表明微生物诱导生成的碳酸钙沉积物能够有效填充土体内部孔隙,黏结松散土颗粒,从而大幅提高土体强度,有效削弱冻融对土体的破坏作用。虽然冻融循环作用周期增加使得土体的加固效果逐渐劣化,但在短期冻融环境下,MICP加固后土体仍具有较高的强度,并能有效抵抗雨水的冲刷侵蚀作用。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 微生物加固土 冻融循环 雨水冲刷

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微生物拌和加固钙质砂渗透特性试验研究 被引量：37

14

作者 马瑞男 郭红仙 +1 位作者 程晓辉 刘景儒 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期217-223,共7页

吹填钙质砂是岛礁工程中常见的地基土,其所处的海洋环境对其渗透性和抗渗透破坏能力提出一定要求。微生物与钙质砂拌和的方法,有可能将微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术与吹填工艺结合,以期在吹填过程中完成对地基土的预处理。通过对不... 吹填钙质砂是岛礁工程中常见的地基土,其所处的海洋环境对其渗透性和抗渗透破坏能力提出一定要求。微生物与钙质砂拌和的方法,有可能将微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术与吹填工艺结合,以期在吹填过程中完成对地基土的预处理。通过对不同密实度的钙质砂进行微生物固化前后的渗透试验,探究微生物拌和固化方法改善钙质砂渗透性和抗渗透变形性能的效果。结果表明,拌和方法可以使松散钙质砂的渗透系数降低至密实砂同等水平,其抵抗渗透破坏的临界水力坡降也大幅提高,破坏形式由管涌变为流土。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp)技术 钙质砂 渗透系数 相对密度 临界水力坡降

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微生物固化砂质黏性紫色土的三轴抗剪强度与浸水抗压强度 被引量：12

15

作者 沈泰宇 李贤 +2 位作者 汪时机 许冲 薛乐 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期135-143,共9页

土颗粒间黏结力不足是导致土壤侵蚀流失的重要原因,微生物诱导方解石沉积(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术能胶结土颗粒,改善土体力学特性。该文采用巨大芽孢杆菌对砂质黏性紫色土进行固化,通过MICP试管试验、三轴... 土颗粒间黏结力不足是导致土壤侵蚀流失的重要原因,微生物诱导方解石沉积(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术能胶结土颗粒,改善土体力学特性。该文采用巨大芽孢杆菌对砂质黏性紫色土进行固化,通过MICP试管试验、三轴固结不排水剪切试验和浸水无侧限抗压强度试验,分析了胶结液中氯化钙(CaCl2)和尿素(Urea)浓度对脲酶活性的影响,研究了固化工艺(综合低压灌注和综合柔性浸泡)、固化时间和浸水冲刷时间对土体的抗剪强度、浸水无侧限抗压强度(0~32 h)等性能的影响规律。结果表明,当胶结液浓度为1 mol/L CaCl2与1~2 mol/L Urea混合时,巨大芽孢杆菌脲酶活性良好且能沉积大量碳酸钙。试样经低压灌注固化后,碳酸钙生成量和三轴抗剪强度随固化天数增加而提高,增幅越来越小,逐渐变小的渗透性导致存在固化峰值强度,其中固化9 d后试样的黏聚力和内摩擦角分别提高203.9%、21.5%(81 kPa、31.59°)。微生物固化能提高土体抗侵蚀能力,低压灌注固化7d的试样在浸水冲刷32h后,与天然试样相比其崩解率降低5.1个百分点、无侧限抗压强度提高223.7%、浸水强度损失率减小36.5个百分点。柔性浸泡方法因浆液难以渗入土体内部,固化效果明显弱于低压灌注方法。 展开更多

关键词 抗剪强度 侵蚀 微生物诱导方解石沉积 土体固化 巨大芽孢杆菌 三轴剪切试验 无侧限抗压强度试验

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玉米须加筋微生物固化淤泥的抗剪强度试验研究 被引量：12

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作者 李赛 雷学文 +1 位作者 刘磊 刘瑞琪 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第32期13837-13844,共8页

为了研究纤维与微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)共同固化淤泥的抗剪强度特性,采用掺量为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%玉米须纤维或碳纤维与MICP共同固化淤泥,对固化体进行直剪试验,借助扫描电镜... 为了研究纤维与微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)共同固化淤泥的抗剪强度特性,采用掺量为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%玉米须纤维或碳纤维与MICP共同固化淤泥,对固化体进行直剪试验,借助扫描电镜,从微观的角度探讨了固化机理。结果表明:单掺纤维或利用MICP技术均可以提高固化体的抗剪强度,而MICP与纤维共同作用得到的固化体抗剪强度提高幅度更加显著。随着纤维含量的增加,固化体的黏聚力和内摩擦角先增加后减小,最佳纤维掺量为0.6%,纤维种类对内摩擦角影响无明显区别。由扫描电镜分析可知:纤维发生桥联作用将碳酸钙与土颗粒连接为一个整体,提高了土体抗剪强度;玉米须纤维较碳纤维表面更加粗糙且分散性好,体现出玉米须纤维加筋效果更好。 展开更多

关键词 淤泥 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 玉米须纤维 直剪试验 微观结构

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微生物与水泥固化南海珊瑚砂的强度及微观特征对比试验 被引量：1

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作者 许鹏旭 冷勐 +1 位作者 彭劼 卫仁杰 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第16期6642-6649,共8页

近年来,微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)在土体加固领域受到广泛关注,但对MICP技术和水泥固化珊瑚砂的力学特性对比研究尚不充分。为了对比MICP珊瑚砂砂样和珊瑚砂水泥砂浆试样的力... 近年来,微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)在土体加固领域受到广泛关注,但对MICP技术和水泥固化珊瑚砂的力学特性对比研究尚不充分。为了对比MICP珊瑚砂砂样和珊瑚砂水泥砂浆试样的力学特性,本试验分析了两者的破坏形式和应力应变曲线,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)试验比较了两者的微观结构。结果表明:当试样内部碳酸钙/水泥含量少于15%时,MICP试样的无侧限抗压强度要显著高于水泥砂浆试样,尤其是碳酸钙含量为5.3%、7.7%、9.1%时,MICP试样的无侧限强度为相应水泥砂浆试样强度的200%以上;当碳酸钙/水泥含量高于15%时,二者强度差值在5%以内。同时,MICP试样和珊瑚砂水泥砂浆试样的微观结构存在明显差异性。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 珊瑚砂 水泥固化 无侧限抗压强度 微观结构

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类岩石节理MICP封堵抗酸性侵蚀性能试验研究

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作者 肖维民 翁金耀 +1 位作者 钟建敏 朱占元 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期217-224,共8页

尽管微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,简称MICP)技术已在岩土体加固领域广泛应用,但针对MICP酸性侵蚀耐久性的研究成果鲜见报导。为此,通过开展不同pH值(pH=4,5和7)和侵蚀时间(7d,14d和28d)下的MICP封... 尽管微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,简称MICP)技术已在岩土体加固领域广泛应用,但针对MICP酸性侵蚀耐久性的研究成果鲜见报导。为此,通过开展不同pH值(pH=4,5和7)和侵蚀时间(7d,14d和28d)下的MICP封堵3D打印类岩石节理试件酸性侵蚀试验,研究岩石节理中碳酸钙封堵层溶蚀情况及其在酸性侵蚀前后的渗透性演化规律。试验结果表明:MICP封堵岩石节理试件中碳酸钙溶蚀量随侵蚀溶液pH值减小而增大,且随侵蚀时间增长而增大,碳酸钙溶蚀区域主要集中在试件四周边缘附近区域;MICP封堵前后岩石节理试件渗透系数平均降幅为97%,经酸性侵蚀后其渗透系数有略微回升,但相应的渗透系数降幅均大于95%,MICP封堵岩石节理试件经酸性侵蚀后其封堵效果依旧良好。研究成果可为MICP技术在岩体工程中的应用提供科学依据。 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(micp) 酸性侵蚀

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表面粗糙度对砂浆的MICP表面防护性能的影响

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作者 张芮 侯福星 +2 位作者 高瑞晓 荣辉 王剑云 《材料导报》 北大核心 2025年第11期116-121,共6页

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)被视为石材、水泥基材料、土遗址等表面防护中极具前景的技术。基于MICP的表面防护效果除了受微生物因素的影响外,还与基材的表面性质相关。本工作采用酸侵蚀法构建了具有不同表面粗糙度的砂浆试块,主要研究... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)被视为石材、水泥基材料、土遗址等表面防护中极具前景的技术。基于MICP的表面防护效果除了受微生物因素的影响外,还与基材的表面性质相关。本工作采用酸侵蚀法构建了具有不同表面粗糙度的砂浆试块,主要研究了粗糙度对沉积碳酸钙性能的影响,并评价表面防护效果。结果表明:基材表面粗糙度越高,粘附细菌越多,脲酶活性越高,碳酸钙产量也越高。基材与碳酸钙间的机械咬合力随表面粗糙度增长而提高,使得碳酸钙粘聚性能提升。这为提高MICP表面防护效果提供了理论依据。 展开更多

关键词 表面防护 粗糙度 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 生物碳酸钙

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MICP固化粉土细菌的分布和固定规律研究 被引量：18

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作者 邵光辉 侯敏 刘鹏 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期128-134,共7页

采用一维注浆方式对50 cm长柱状粉土试样进行微生物固化试验,通过测定孔隙液中细菌数量、NH+4浓度和pH、及固化土体中的胶结CaCO_3生成量等参量,分析注浆菌液配比和胶结液浓度对细菌与反应产物沿程分布特性的影响。结果表明,当注入浓度... 采用一维注浆方式对50 cm长柱状粉土试样进行微生物固化试验,通过测定孔隙液中细菌数量、NH+4浓度和pH、及固化土体中的胶结CaCO_3生成量等参量,分析注浆菌液配比和胶结液浓度对细菌与反应产物沿程分布特性的影响。结果表明,当注入浓度为1.223×108 CFU/mL的原菌液时,固定菌与游离菌沿柱状试样渗流方向沿程衰减显著,细菌主要分布于注浆端25 cm以内,提高胶结液浓度对试样碳酸钙生成量的影响主要集中在注浆端5 cm以内区域。当注入用营养液稀释的菌液(浓度8.20×106 CFU/mL)或用营养液稀释的上清液(浓度1.80×106 CFU/mL)时,孔隙液中细菌能快速繁殖增长且分布较为均匀,吸附菌和被拦截的游离菌共同组成固定菌,对土中碳酸钙的生成量产生影响,胶结液浓度的变化对碳酸钙生成量的影响较小。研究结果表明,微生物注浆加固粉土的均匀性主要受固定菌分布的均匀性控制,将菌液或上清液稀释后注入粉土能够使固定菌沿程分布均匀,可较好地改善固化土体均匀性。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 粉土 微生物分布 均匀性

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