植物源脲酶诱导碳酸钙沉积固化石灰石粉尘试验研究 被引量：2

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作者 杜常博 陶晗 +2 位作者 易富 黄惠杰 程传旺 《材料导报》 北大核心 2025年第2期67-74,共8页

露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘... 露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘剂对石灰石粉尘的固化效果,并揭示其固化机理。结果表明脲酶的活性与尿素浓度和温度密切相关,当胶结液浓度为0.8 mol·L^(-1)时,生物抑尘剂的碳酸钙沉淀比最大,pH值为7.47,呈弱碱性。生物抑尘剂作用下的碳酸钙生成量显著提高,抑尘效率得到大幅提升。生物抑尘剂能够有效提高抗风蚀能力,在最高风速下抑尘效率达49.65%,最低风速下更是达到85.45%。此外,生物抑尘剂能有效减缓腐蚀速率,96 h达到0.020 mm/a,约为水的11.05%。脲酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme-induced carbonate precipitation,EICP)的矿化产物主要为方解石型碳酸钙,具有充填、黏附、桥接和整体固化作用,能有效固化石灰石粉尘。研究表明EICP技术的经济性、环保性、可持续性以及对石灰石粉尘的积极影响使其成为一种具有极大潜力的解决方案。 展开更多

关键词 脲酶诱导碳酸钙沉积 生物抑尘剂 石灰石粉尘 抗风蚀测试 固化机理

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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

3

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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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：66

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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：58

5

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

6

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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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：46

7

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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微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法 被引量：20

8

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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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

9

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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溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积影响因素研究 被引量：12

10

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

11

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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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

12

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

13

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：4

14

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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表面入渗法诱导碳酸钙沉积加固海相粉土研究 被引量：16

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作者 彭邦阳 赵志峰 《林业工程学报》 北大核心 2018年第5期136-141,共6页

目前利用微生物诱导碳酸钙沉积加固土体主要是采用注浆方式,处理对象主要是粒径较大的砂土。相比注浆胶结方法,表面入渗法具有操作简单、便于实施的优点,但容易受土中孔隙尺寸的限制。以海相粉土为处理对象,探讨将生物胶结同表面入渗法... 目前利用微生物诱导碳酸钙沉积加固土体主要是采用注浆方式,处理对象主要是粒径较大的砂土。相比注浆胶结方法,表面入渗法具有操作简单、便于实施的优点,但容易受土中孔隙尺寸的限制。以海相粉土为处理对象,探讨将生物胶结同表面入渗法相结合加固土体。由于粉土粒径小,为解决孔喉尺寸与微生物尺寸相容性问题,采用上清液替代菌液同胶结液交替入渗的方法加固试样。结果表明,该方法可以避免生物封堵,处理后的试样上部能形成具有水稳定性的胶结层,但加固厚度有限。为了进一步提高加固深度,采用将菌液和粉土拌和制样,然后循环入渗胶结液的方法进行加固。水稳定性和碳酸钙测试结果均表明,采用该方法的加固深度明显增加,可以在整个试样高度上形成有效胶结。通过对比试验,验证了该方法对不同尺寸试样的有效性,并发现胶结液浓度对于加固效果有直接影响。研究结果可对实际工程中采用不同方法对粉土进行生物处理提供依据。 展开更多

关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 表面入渗 海相粉土 加固效果 影响因素

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基于脲酶诱导碳酸钙沉积固化土体的研究进展 被引量：5

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作者 赖汉江 崔明娟 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期769-774,共6页

诱导碳酸钙沉积的土体固化是近年来岩土工程领域新兴起的新型环保地基处理技术,该技术利用产脲酶菌的微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,即MICP技术)或基于脲酶的酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme Induced Carbon... 诱导碳酸钙沉积的土体固化是近年来岩土工程领域新兴起的新型环保地基处理技术,该技术利用产脲酶菌的微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,即MICP技术)或基于脲酶的酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme Induced Carbonate Precipitation,即EICP技术),将松散的土体颗粒胶结成为整体,达到提高土体抗剪强度的目的。与MICP技术相比,EICP技术不存在生物安全风险,无需考虑是否有氧,且可适用于更小粒径土体的处理,因此具备广阔的实际工程应用前景。文章从脲酶类型与来源、EICP固化土体处理方法及EICP固化土体强度增长等方面,对近20年基于脲酶诱导碳酸钙沉积固化土体的研究进行了回顾与总结。 展开更多

关键词 地基处理 诱导碳酸钙沉积 产脲酶菌 脲酶 尿素水解

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大豆脲酶诱导碳酸钙固化黄土的强度试验研究 被引量：2

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作者 董旭光 方礼鑫 +2 位作者 马渊博 胡倩倩 李瑞瑞 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1009-1020,共12页

大豆脲酶诱导碳酸钙沉积(SICP)是一种植物酶微生物矿化技术,为了探究其在黄土工程中的应用前景,开展0~4.5 mol/L胶结液浓度下固化黄土的不固结不排水三轴试验,分析固化前、后黄土强度及应力-应变关系,通过SEM和XRD测试固化前、后黄土微... 大豆脲酶诱导碳酸钙沉积(SICP)是一种植物酶微生物矿化技术,为了探究其在黄土工程中的应用前景,开展0~4.5 mol/L胶结液浓度下固化黄土的不固结不排水三轴试验,分析固化前、后黄土强度及应力-应变关系,通过SEM和XRD测试固化前、后黄土微观结构变化和矿物组成。结果表明,随胶结液浓度增大,黄土强度先增大后减小,胶结液浓度为2.5 mol/L时,强度最大;经SICP固化后,黄土强度显著提升,最大为2066.63 kPa,较未固化土至少增大1.31倍。SEM测试表明,SICP固化生成的碳酸钙晶体可以填充土粒孔隙,胶结部分土颗粒,进而提高土体强度;XRD测试表明,固化前后黄土的主要矿物成分不变,但固化后碳酸钙晶体的衍射峰数量和高度明显增加。成果可为应用SICP技术固化黄土提供新思路。 展开更多

关键词 黄土 强度特性 大豆脲酶诱导碳酸钙沉积(SICP)技术 三轴试验 微观机理

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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

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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

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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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