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微生物诱导碳酸钙沉淀加固黄土影响因素试验研究
1
作者 赵天宇 安亮 +2 位作者 谌文武 王迎春 李论基 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1620-1627,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcium carbonate precipitation, MICP)技术是新兴的岩土工程绿色加固技术,在黄土边坡加固方面具有良好的应用前景。MICP加固黄土受多种因素影响,除了外界环境、材料特性和加固方式等因素外,... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcium carbonate precipitation, MICP)技术是新兴的岩土工程绿色加固技术,在黄土边坡加固方面具有良好的应用前景。MICP加固黄土受多种因素影响,除了外界环境、材料特性和加固方式等因素外,钙源、胶结液浓度、养护龄期和养护方式等对微生物加固黄土也起着决定性作用。以陇西地区黄土为研究对象,采用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀技术固化黄土试样,开展不同钙源、胶结液浓度、养护龄期和养护方式条件下MICP固化黄土试样抗剪强度对比试验研究。结果表明:钙源为氯化钙,胶结液浓度1.0 mol/L且试样养护7 d条件下,MICP技术对黄土试样的加固效果更好,与素黄土相比,黏聚力和内摩擦角分别提高了4.95和1.34倍。研究成果对黄土高原地区的路基加固和边坡治理等具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 微生物 黄土加固 钙源 胶结液浓度 养护龄期
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微生物诱导碳酸盐沉淀修复镉污染尾矿试验研究 被引量：1
2
作者 江昭明 陈永贵 +2 位作者 付俊 周罕 文子豪 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1308-1317,共10页
微生物诱导的碳酸钙沉淀(MICP)是修复重金属污染场地的有效技术。采用巴氏芽孢杆菌对镉污染尾矿进行固化修复试验,研究了胶结次数、细菌浓度、胶结液浓度、温度对镉污染尾矿浸出特性的影响,结合微生物群落结构变化、微观分析揭示了MICP... 微生物诱导的碳酸钙沉淀(MICP)是修复重金属污染场地的有效技术。采用巴氏芽孢杆菌对镉污染尾矿进行固化修复试验,研究了胶结次数、细菌浓度、胶结液浓度、温度对镉污染尾矿浸出特性的影响,结合微生物群落结构变化、微观分析揭示了MICP修复污染土机制。结果表明:经过12次MICP处理后能有效钝化尾矿中的Cd^(2+),在30℃、OD600=1.5、胶结液浓度为0.5 mol/L条件下诱导生成的合适晶体尺寸的碳酸钙能在尾矿孔隙中均匀分布,碳酸钙中结构稳定的方解石含量较高,处理后尾矿中八叠球菌属丰度达到78.68%,固化与修复效果较好。MICP通过生物吸附、生物沉淀、碳酸钙吸附、晶格掺杂(包括取代掺杂和间隙掺杂)以及共沉淀作用,完成了对重金属的有效钝化。研究结果对优化MICP技术及其应用于重金属污染土修复具有重要意义。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 镉 浸出特性 污染修复 钝化机制
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pH调控脲酶构象影响微生物诱导碳酸盐沉淀效能及模拟研究
3
作者 章求才 郑逸非 +3 位作者 黄梅钟 沈修康 伍玲玲 张志军 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第6期879-894,共16页
微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术的工程应用受限于脲酶在极端pH下的构象动态调控机制。本研究以巴氏芽孢杆菌脲酶α亚基为对象,结合电导率试验和恒pH分子动力学模拟,系统解析pH 3~11范围... 微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术的工程应用受限于脲酶在极端pH下的构象动态调控机制。本研究以巴氏芽孢杆菌脲酶α亚基为对象,结合电导率试验和恒pH分子动力学模拟,系统解析pH 3~11范围内活性位点构象动态及其对催化功能的影响。结果表明,中性条件(pH 7~8)下,关键组氨酸残基(HIS139/HIS249)位移最小(<0.5?),氢键寿命最长(>8 ps),构象稳定性(均方根偏差,root mean square deviation, RMSD:0.15~0.18 nm)和催化活性最高(电导率变化率0.03 mS/cm·min-1,碳酸钙沉淀量3.84 g);极端pH(pH 3/11)导致活性位点构象崩塌(位移达1.8?),催化功能丧失。分子动力学模拟揭示,中性环境通过维持活性位点空腔体积(约120?3)和中等构象相干性(相关系数~0.8)形成质子化依赖的协同变构网络。本研究创新性地阐明pH通过调控质子化状态介导脲酶构象动态的分子机制,为MICP技术在酸性尾矿修复和碱性土壤改良中的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 脲酶诱导碳酸钙沉淀 脲酶 分子动力学
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基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固珊瑚砂试验研究
4
作者 段志刚 王建平 +2 位作者 黄瀚 杨佳 丁选明 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1518-1525,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)广泛应用于土木工程领域,为更好地了解微生物加固钙质砂场地的作用效果,本文通过采用低pH一相注浆加固的方法,开展对加固后的钙质砂场地的室内分析测试以及现场加载测试。通过钻孔取样开展了无侧限压缩... 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)广泛应用于土木工程领域,为更好地了解微生物加固钙质砂场地的作用效果,本文通过采用低pH一相注浆加固的方法,开展对加固后的钙质砂场地的室内分析测试以及现场加载测试。通过钻孔取样开展了无侧限压缩试验、剪切波速试验以及扫描电镜试验。试验结果表明,在相同的加固条件下,碳酸钙沉淀作用形式不同将会导致较大的强度差异性;现场加载试验在微生物场地加固、养护结束后,且场地保持干燥时进行平板载荷试验,通过荷载板试验可以发现,当荷载逐渐增大时,承压板周边土开始出现裂缝延展,最终破坏时土体发生了较大的位移沉降和裂缝扩展,也证明了携带菌种现场扩培的方法在岛礁微生物加固中的可取性。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(micp) 钙质砂 室内分析测试 平板载荷试验
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纳米四氧化三铁对微生物诱导碳酸钙沉淀的作用效果与机理研究 被引量：2
5
作者 李爽 黄明 +3 位作者 崔明娟 胡鑫杭 许凯 姜启武 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期76-83,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是环境岩土工程领域一项新型的土体加固技术。微生物的生长及活性会受到外部磁场的影响,改变MICP中碳酸钙的晶型晶貌及沉淀方式,从而对碳酸钙的胶结性能产生影响。采用纳米四氧化三铁(Nano-Fe_(3)O_(4)),设计了Nano-Fe_(3)O_(4)作用下的微生物诱导碳酸钙沉淀的水溶液及MICP砂土固化试验,对比分析了Nano-Fe_(3)O_(4)含量对微生物诱导生成的碳酸钙晶体含量(CCC)、类型、比例以及MICP固化砂土力学强度等参数的影响规律,并结合扫描电镜(SEM)试验分析了溶液环境及砂柱中碳酸钙的微观形貌特征,系统归纳了Nano-Fe_(3)O_(4)对MICP的作用效果及机制。结果表明:(1)Nano-Fe_(3)O_(4)能够有效改善细菌的新陈代谢性能,显著提高细菌OD_(600)及脲酶活性;(2)溶液环境中,MICP产生的碳酸钙晶体类型以球霰石为主,含少量方解石,且Nano-Fe_(3)O_(4)含量增加能够促进球霰石的生成及增大MICP沉淀物中稳定相碳酸钙所占的比例;(3)Nano-Fe_(3)O_(4)可以显著提高MICP固化砂土的无侧限抗压强度和CCC;(4)SEM分析结果表明,溶液环境中,碳酸钙晶体以球型堆积为主,MICP固化砂柱中碳酸钙晶型随Nano-Fe_(3)O_(4)含量的增加逐渐呈菱柱状堆积。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 纳米四氧化三铁 晶体类型与形貌 细菌脲酶活性 溶液环境 micp固化砂土
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活性生物泥诱导碳酸钙修复仿真文物砖可行性研究
6
作者 杨阳 张程 +5 位作者 何想 张建伟 陈育民 叶琳 武发思 张涵 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1777-1787,共11页
活性生物泥是基于微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial-induced calcium carbonate precipitation,简称MICP)技术生成,由碳酸钙和嵌入其中的脲酶菌组成的具备脲酶活性的泥状混合物。提出了活性生物泥修复破损文物砖的方法,开展了仿真文物砖... 活性生物泥是基于微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial-induced calcium carbonate precipitation,简称MICP)技术生成,由碳酸钙和嵌入其中的脲酶菌组成的具备脲酶活性的泥状混合物。提出了活性生物泥修复破损文物砖的方法,开展了仿真文物砖缺口修复的室内试验和PFC^(2D)数值模拟,研究了修复砖块的力学响应和微观结构,评估了该方法的可行性,并对修复机制和受荷破裂机制进行了分析。结果表明:活性生物泥能够对缺口仿真文物砖进行有效修复,其修复效果受养护时间和缺口深度影响。养护时间越长,缺口深度越浅,修复后试样的抗弯强度越高。修复后缺口处碳酸钙的结构分析表明:浸泡养护后的活性生物泥可形成外层和内层碳酸钙,外层碳酸钙以大小10~25μm菱形颗粒为主,而内层以5μm左右的球型颗粒为主,形成两层碳酸钙结构的原因可能由于扩散至活性生物泥内外层的钙离子和尿素浓度差异引起的。养护1、3、5 d后外层碳酸钙厚度分别为2~2.5、3~4、4~5 mm。PFC^(2D)数值试验显示内层碳酸钙的细观力学参数约为外层的0.1倍。试验和数值模拟均表明修复后仿真砖的抗弯强度增长主要由外层碳酸钙贡献。PFC^(2D)数值模拟进一步显示,修复仿真砖受弯折荷载时,裂缝从内层碳酸钙开始并逐渐扩展至整个碳酸钙层和未损伤砖体。研究不仅拓展了微生物加固技术的应用范围,也为文物砖修复提供了新的思路。 展开更多
关键词 活性生物泥 文物砖 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 碳酸钙 脲酶菌
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低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀加固尾矿砂试验研究 被引量：1
7
作者 赖永明 俞缙 +3 位作者 刘士雨 蔡燕燕 涂兵雄 刘谦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1583-1596,共14页
开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法... 开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法加固尾矿砂效果。通过分析pH值对脲酶活性和碳酸盐体系平衡的影响,结合扫描电子显微镜和X射线衍射试验观察尾矿砂微观结构,揭示低pH值下MICP加固尾矿砂机制。结果表明,低pH值下MICP方法可以显著提高尾矿砂力学性能,一轮喷淋处理后尾矿砂的风蚀质量为0,渗透系数最大可降低一个数量级,pH值为4的高浓度菌液处理后的尾矿砂风雨侵蚀质量也为0。低pH值暂时抑制了脲酶活性,打破了碳酸盐体系的平衡,延缓了碳酸钙的生成,使得方解石均匀填充于粒间孔隙,将尾矿砂颗粒胶结为整体。提出的尾矿库加固及尾矿砂治理新技术及其加固机制,为低pH值下MICP加固尾矿砂应用提供了理论与试验依据。 展开更多
关键词 低PH值 微生物诱导碳酸盐沉淀(micp) 尾矿砂 脲酶活性 碳酸盐体系平衡
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微生物诱导碳酸钙沉淀技术改良黄土湿陷性研究 被引量：10
8
作者 孔德成 孙治国 贾方方 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第3期969-975,共7页
为有效降低黄土地区遇水产生的湿陷性,以兰州黄土为研究对象,利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对黄土湿陷性进行研究。首先对MICP处理前后黄土的无侧限抗压强度及湿陷系数进行评价,然后利用CT扫描技术分析MICP改良后的黄土微观特征,... 为有效降低黄土地区遇水产生的湿陷性,以兰州黄土为研究对象,利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对黄土湿陷性进行研究。首先对MICP处理前后黄土的无侧限抗压强度及湿陷系数进行评价,然后利用CT扫描技术分析MICP改良后的黄土微观特征,进一步探究MICP改良机理。试验结果表明:经MICP处理后的黄土试样无侧限抗压强度显著提高,最高可达150 kPa,黄土湿陷性有效降低;随着胶结液浓度不断增加,碳酸钙生成量持续增加,但在胶结液浓度大于1.25 mol/L时,碳酸钙生成量呈下降趋势;改良后黄土试样的孔隙率、孔隙等效直径等指标均降低。 展开更多
关键词 微生物诱导 碳酸钙沉淀 黄土 无侧限抗压强度 湿陷性 CT扫描 孔隙特征
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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：27
9
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淀填充裂隙岩体渗流规律试验研究 被引量：3
10
作者 彭述权 康景宇 +3 位作者 张珂嘉 樊玲 陈少繁 王凡 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期15-19,共5页
利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)填充裂隙岩体,采用自主研发的三轴压缩渗流试验装置,进行了不同裂隙宽度、充填率、围压条件下MICP充填裂隙岩体渗流试验,同时测量岩体横波波速。研究结果表明:MICP充填裂隙岩体试样渗透系数受裂隙宽度的... 利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)填充裂隙岩体,采用自主研发的三轴压缩渗流试验装置,进行了不同裂隙宽度、充填率、围压条件下MICP充填裂隙岩体渗流试验,同时测量岩体横波波速。研究结果表明:MICP充填裂隙岩体试样渗透系数受裂隙宽度的影响,也受填充率影响。不同宽度的MICP充填裂隙岩体渗透系数随围压升高呈下降趋势,最高可下降58.03%;当围压较小时,渗透系数下降较快,随着围压增大,渗透系数下降速度逐渐减慢;同一岩性MICP充填裂隙岩体渗透系数随波速增加而减小。MICP充填裂隙岩体渗透系数计算公式可拟合为自然对数横波波速与负指数围压之和形式。研究结果对于MICP充填技术在裂隙岩体注浆应用具有重要意义。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 岩体裂隙 充填 渗透系数 裂隙宽度 波速
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复合营养液在微生物诱导固化与修复含硫铅锌尾矿中的应用研究
11
作者 谷庆 狄军贞 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1742-1754,共13页
针对含硫铅锌尾矿造成的环境污染问题,本研究采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术,通过巴氏芽孢杆菌与硫酸盐还原菌联合作用进行加固与修复。同时优化复合营养液配方,发现以碳酸氢铵为最佳碳源,且钙源浓度为0.50 mol/L时效果最佳。结果表明,... 针对含硫铅锌尾矿造成的环境污染问题,本研究采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术,通过巴氏芽孢杆菌与硫酸盐还原菌联合作用进行加固与修复。同时优化复合营养液配方,发现以碳酸氢铵为最佳碳源,且钙源浓度为0.50 mol/L时效果最佳。结果表明,此时复合营养液试样的无侧限抗压强度为1.075 MPa,碳酸钙含量为13.03%(质量分数),相比于相同浓度的基本营养液,分别提高了27.33%和29.21%。同时,对重金属离子与硫酸根离子的固化效果显著,其中Pb^(2+)、总Fe、总Cr、Cd^(2+)、Cu^(2+)、Mn^(2+)被完全去除,Zn^(2+)固化率超过98%,SO_(4)^(2-)固化率最高可达到88.68%。微观分析表明,固化样品形成了高黏结性的文石、方解石等晶体,有效胶结了尾矿颗粒。本研究为含硫铅锌尾矿的固化与修复提供了一种新方法。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 含硫铅锌尾矿 复合营养液 巴氏芽孢杆菌 硫酸盐还原菌
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基于微生物诱导碳酸钙沉淀的天然海水加固钙质砂效果评价 被引量：40
12
作者 董博文 刘士雨 +3 位作者 俞缙 肖杨 蔡燕燕 涂兵雄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1104-1114,共11页
使用天然海水进行微生物培养并诱导碳酸钙沉淀(MICP)加固钙质砂试验,首先通过微生物的生长繁殖情况和脲酶活性的变化研究海水对微生物的影响。然后,根据MICP加固前后钙质砂渗透性和无侧限抗压强度(UCS)的变化评价海水对MICP加固效果的... 使用天然海水进行微生物培养并诱导碳酸钙沉淀(MICP)加固钙质砂试验,首先通过微生物的生长繁殖情况和脲酶活性的变化研究海水对微生物的影响。然后,根据MICP加固前后钙质砂渗透性和无侧限抗压强度(UCS)的变化评价海水对MICP加固效果的影响。最后,利用SEM和XRD测试分析海水影响MICP加固钙质砂效果的机制。结果表明:(1)天然海水使微生物的生长出现滞后期,但稳定期的微生物数量和脲酶活性与淡水环境下相差不大;(2)使用海水MICP加固钙质砂的效果与淡水条件下相比差别较小,钙质砂的渗透系数可降低一个数量级,UCS值可达1.7 MPa;(3)海水条件下MICP过程受到海水成分、微生物、钙离子浓度、尿素浓度和p H值等因素的调控,主要沉积的碳酸钙晶型为方解石,方解石填充了粒间孔隙,使砂颗粒胶结为整体,这是钙质砂力学性能提高的主要原因。 展开更多
关键词 钙质砂 微生物诱导碳酸钙沉淀 天然海水 巴氏芽孢杆菌 方解石
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微生物诱导碳酸钙沉淀改性膨胀土试验研究 被引量：16
13
作者 喻成成 卢正 +2 位作者 姚海林 刘杰 詹永祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期157-163,172,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,简称MICP)技术可能是有助于解决膨胀土胀缩行为的一种潜在方法。用细菌浓度和脲酶活性作为控制指标,研究了在不同培养条件下的巴氏芽孢杆菌的生长特性,确定了最有利于细... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,简称MICP)技术可能是有助于解决膨胀土胀缩行为的一种潜在方法。用细菌浓度和脲酶活性作为控制指标,研究了在不同培养条件下的巴氏芽孢杆菌的生长特性,确定了最有利于细菌生长的温度、pH和摇床震荡速率。用MICP技术对两种不同的膨胀土进行处治,通过比较处治前后土样的自由膨胀率、无荷膨胀率、黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度等物理力学指标,验证处治效果,从微观角度解释了改性膨胀土的作用机制。结果表明:培养温度为30℃、pH为7、摇床震荡速率为200 r/min时,最适宜细菌生长。MICP处治后的膨胀土自由膨胀率和无荷膨胀率均有明显下降,黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度均有明显增强,MICP过程中生成的碳酸钙起到了孔隙填充和土颗粒胶结作用,同时钙离子对低价阳离子的置换和碳酸钙对土颗粒的包裹效应,共同作用改善了膨胀土特性。研究可为微生物处治膨胀土技术和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 膨胀土 膨胀率 强度
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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：31
14
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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微生物诱导碳酸钙沉淀改良黄土的崩解性试验研究 被引量：6
15
作者 许天驰 张浩男 +1 位作者 贾苍琴 王贵和 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第2期674-681,707,共9页
黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解,并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术,本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解... 黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解,并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术,本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响,根据非饱和土的单值有效应力公式,从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型,利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明:MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样;随着养护龄期增加,0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min;养护14 d时,MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%,崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀技术 黄土 崩解性 微分方程 孔隙气压力 曲线拟合
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酶诱导碳酸钙沉淀技术加固TBM壁后吹填豆砾石最优配比试验及机制研究 被引量：5
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作者 姜启武 黄明 +2 位作者 崔明娟 靳贵晓 彭仪欣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2037-2049,共13页
TBM(tunnel boring machine,简称TBM)隧道中豆砾石作为管片与围岩填充层对管片承载及抗渗具有重要意义,水泥浆液流动性差,无法充满回填层进而导致壁后空洞、灌浆不密实等缺陷,酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme-induced calcium carbonate precip... TBM(tunnel boring machine,简称TBM)隧道中豆砾石作为管片与围岩填充层对管片承载及抗渗具有重要意义,水泥浆液流动性差,无法充满回填层进而导致壁后空洞、灌浆不密实等缺陷,酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme-induced calcium carbonate precipitation,简称EICP)技术是作为一种环保高效的加固方法,灌浆材料均为液体具有很好的流动性和扩散性,用于豆砾石回填层灌浆施工有望解决上述问题。为实现吹填豆粒石EICP灌浆最优效果,尝试将标准砂与豆砾石共同作为回填骨料,为定量化分析二者的最优配合比,开展了不同豆砾石与砂的配合比(0.5、0.75、1.0、1.25、1.5)和不同灌浆次数(9、12、15次)的砂柱固化试验。通过无侧限抗压测试、渗透性测试、碳酸钙含量测定、超声波速测定、扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)试验,从宏观和微观角度分析不同石砂配合比对EICP固化效果的影响。结果表明:EICP加固豆砾石混合砂的最优配比为1:1.5,经15次灌浆加固后,试样单轴抗压强度最高可达4.55 MPa,渗透系数达1.72×10^(-5)m/s;对于含砂量较高的试样,颗粒间孔隙易被碳酸钙晶体填充密实,碳酸钙晶体有效胶结比例较高,结石体无侧限抗压强度较高。研究成果可为EICP技术加固隧道掘进机壁后吹填豆粒石的工程应用提供理论依据。 展开更多
关键词 酶诱导碳酸钙沉淀技术(EICP) 隧道掘进机 豆砾石 无侧限抗压强度 渗透性 微观机制
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微生物诱导碳酸钙沉淀固结黄河泥沙试验研究 被引量：8
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作者 景天宇 姜晗琳 李振山 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第11期11-16,共6页
采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,以具有较高脲酶活性的巴氏芽孢杆菌制备微生物菌液,并辅以尿素和钙盐的水溶液对黄河泥沙样品进行灌浆固结试验,研究固结条件、颗粒类型对固结效果的影响,结果表明:MICP可以把泥沙颗粒黏结成型;泥沙... 采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,以具有较高脲酶活性的巴氏芽孢杆菌制备微生物菌液,并辅以尿素和钙盐的水溶液对黄河泥沙样品进行灌浆固结试验,研究固结条件、颗粒类型对固结效果的影响,结果表明:MICP可以把泥沙颗粒黏结成型;泥沙的无侧限抗压强度为0.23~2.30 MPa,中沙的无侧限抗压强度为0.38~3.01 MPa;相同固结条件泥沙的无侧限抗压强度为中沙强度的76%,泥沙抗剪强度为中沙强度的48%;泥沙软化系数为32%;固结后仍存在强度分布不均匀和水稳定度不足等问题。 展开更多
关键词 泥沙资源化利用 颗粒固结 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 巴氏芽孢杆菌 黄河下游
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电压对微生物诱导生成碳酸钙沉淀的影响 被引量：2
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作者 张彬 雷学文 +1 位作者 林胜强 陈彦瑞 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第2期729-734,共6页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种新型环保固化方法,但碳酸钙的生成量直接影响MICP技术的固化效果,为了在一定界限内提高碳酸钙的生成量,利用MICP技术,研究了不同电压梯度下,脲酶... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种新型环保固化方法,但碳酸钙的生成量直接影响MICP技术的固化效果,为了在一定界限内提高碳酸钙的生成量,利用MICP技术,研究了不同电压梯度下,脲酶活性的变化规律,在此基础上进一步研究了不同电压梯度、不同通电时间、不同通电方式条件下微生物诱导生成碳酸钙的沉积规律。试验所用微生物为巴氏芽孢杆菌,营养液为三种钙源(氯化钙、硝酸钙、醋酸钙)与尿素1∶1等体积混合,菌液与营养液体积比为1∶15,溶液环境的pH为7.3。结果表明:最佳通电电压为1.2 V;最适通电时间为20 min;最佳的通电方式为全程通电;氯化钙为最佳钙源。故电压对巴氏芽孢杆菌的生物活性起促进作用,提高了其脲酶活性,最终提高了碳酸钙的产量。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 电压 碳酸钙 脲酶活性
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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：58
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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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微生物诱导碳酸钙沉淀胶结加固泥岩试验研究 被引量：14
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作者 王绪民 崔芮 王铖 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第25期10372-10378,共7页
在水环境作用下,泥岩容易发生软化、崩解等现象。应用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术处理重塑泥岩试样,研究了试样颗粒粒径、制备方式及MICP处理方式对碳酸钙沉淀物的影响,探讨了MICP方法治理泥岩稳定性的可行性。基于X射线衍射(XRD)... 在水环境作用下,泥岩容易发生软化、崩解等现象。应用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术处理重塑泥岩试样,研究了试样颗粒粒径、制备方式及MICP处理方式对碳酸钙沉淀物的影响,探讨了MICP方法治理泥岩稳定性的可行性。基于X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、直接剪切等试验测试胶结试样,分析了胶结试样微观结构及力学性能的变化。结果表明,选用直径为0.25~1 mm的20 g重塑泥岩制备环刀样,在相同浓度营养盐条件下采用一次浸泡菌液的方式可以在试样中形成方解石型碳酸钙晶体;碳酸钙晶体沉积在颗粒接触处或填充在孔隙中形成“胶结桥”,产生胶结效果而增强试样的力学性能;不同垂直压力下胶结试样强度逐渐增加而趋于稳定值,表现为应变硬化的特征,黏聚力与内摩擦角分别提高288%、8.66%,说明微生物胶结泥岩具有较好的应用价值。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 重塑泥岩 物理力学指标 微观结构
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