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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
1
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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MICP增强水泥改良红层泥岩填料力学性能及作用机理
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作者 肖瑶 邓华锋 +2 位作者 程雷 黄小芸 李建林 《材料导报》 北大核心 2025年第15期100-107,共8页
高速铁路不可避免地穿越工程性质较差的红层泥岩地区,采用自主提取的蜡样芽孢杆菌进行微生物诱导碳酸盐沉积(Microbial induced carbonate precipitation, MICP)技术增强水泥改良红层泥岩路基填料的性能,通过比较MICP技术改良前后试样... 高速铁路不可避免地穿越工程性质较差的红层泥岩地区,采用自主提取的蜡样芽孢杆菌进行微生物诱导碳酸盐沉积(Microbial induced carbonate precipitation, MICP)技术增强水泥改良红层泥岩路基填料的性能,通过比较MICP技术改良前后试样的物理力学指标,分析其改良效果;结合微观结构测试结果,探究红层泥岩填料的水泥-微生物协同改良机制。与单一水泥改良组相比,水泥-微生物改良组的无侧限抗压强度提高了12.31%~14.25%、渗透系数降低了6.06%~34.06%、无荷载膨胀率降至0.52%~0.65%,表明微生物的掺加对水泥改良土试样的力学强度、抗渗性和抗膨胀性均有明显提升作用。水泥水化反应和微生物矿化反应同时进行、相互促进,在二者共同作用下,生成了更多的碳酸钙晶体及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等胶结物质填充土颗粒间孔隙并胶结相邻的土颗粒,使得填充后试样的孔隙尺寸及数量均减小,同时增加了颗粒间的接触位点,使得相邻颗粒间胶结得更为紧密,进而改善试样内部孔隙结构、增强颗粒间胶结性能,从而提升红层泥岩填料的物理力学性能。预期研究成果可为微生物增强水泥土技术的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉积 红层泥岩填料 力学特性 抗膨胀性 增强机理
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冻融循环对MICP加固土性能的影响
3
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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MICP-木钙协同矿化泥质软岩风化土的性能
4
作者 张鹏 于佳林 +1 位作者 秦明光 白晓宇 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2942-2952,共11页
为提升西南地区泥质软岩风化土加固效果,阐明生物-化学协同机理,首先,采用3种注浆容器,设计解决注浆堵塞问题;其次,开展系统性对比实验,分析胶结液浓度、注浆轮次及单/双相注浆工艺参数的影响;最后,应用微生物诱导碳酸盐沉淀与木质素磺... 为提升西南地区泥质软岩风化土加固效果,阐明生物-化学协同机理,首先,采用3种注浆容器,设计解决注浆堵塞问题;其次,开展系统性对比实验,分析胶结液浓度、注浆轮次及单/双相注浆工艺参数的影响;最后,应用微生物诱导碳酸盐沉淀与木质素磺酸钙相结合的改良方法,通过无侧限抗压强度试验、扫描电镜及X射线衍射分析评估其加固效果,研究作用机制。研究结果表明:泥质软岩风化土在0.5 mol/L胶结液浓度下固化效果最佳,且单相注浆法的固化效果优于双相法的固化效果;加固后强、中、弱风化土的无侧限抗压强度分别达1250、1350和1000 kPa;相较于单一MICP技术,该协同方法通过木质素促进了方解石晶型碳酸钙沉淀,形成了更致密的碳酸钙-木质素复合胶结结构,显著提升了土体孔隙的填充效果。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀法 木质素磺酸钙 生物-化学协同加固 泥质软岩风化土 单相法注浆
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冻融循环下MICP固化风积砂的性能劣化试验研究
5
作者 刘小军 朱芮 +1 位作者 王东亚 孙跃 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第4期71-78,共8页
为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)固化风积砂在冻融循环影响下的劣化机理,在微生物加筋联合糖钙固化风积砂的基础上对加固试样进行冻融循环试验,通过分析质量损失、无侧限抗... 为了探究微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)固化风积砂在冻融循环影响下的劣化机理,在微生物加筋联合糖钙固化风积砂的基础上对加固试样进行冻融循环试验,通过分析质量损失、无侧限抗压强度、压汞试验及微观试验,分析冻融循环对微生物固化风积砂的劣化机理。研究结果表明:加固试样在冻融循环过程中,表面剥蚀情况加剧,出现蜂窝、麻面等劣化情况;质量损失率在10次循环后开始收敛;试样强度随着循环次数增加先减小后收敛,到20次时降至最低;试样孔隙随着循环次数增加逐渐增大,整体性能下降;在低次数冻融循环中,主要影响胶结较差的砂颗粒间的碳酸钙晶体,高次数循环后试样表面变光滑,碳酸钙晶体流失,导致颗粒联结减弱,试样强度和整体性能下降。研究结果可为MICP加筋联合糖钙固化风积砂更好地应用到实际工程中提供指导。 展开更多
关键词 冻融循环 micp 力学试验 劣化机理
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糖钙络合物增强MICP固化风积砂试验效果研究
6
作者 刘小军 朱芮 +1 位作者 孙跃 王东亚 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第6期2387-2397,共11页
为了有效增强风积砂土体的稳定性并确保基础设施的安全使用,研究综合评估了糖钙络合物、玻璃纤维(Glass Fiber, GF)以及微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation, MICP)技术的优势,并提出了一种新型的... 为了有效增强风积砂土体的稳定性并确保基础设施的安全使用,研究综合评估了糖钙络合物、玻璃纤维(Glass Fiber, GF)以及微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation, MICP)技术的优势,并提出了一种新型的、环境友好的风积砂固化改良技术,即糖钙络合物-GF-MICP联合加固体系。通过一系列室内固化试验,结合宏观力学试验、压汞试验和扫描电镜试验表征,系统地探讨了该加固体系的作用机制。试验结果显示:(1)当糖钙络合物与GF-MICP技术结合使用时,风积砂试样的强度随着糖钙络合物的添加而显著增加,并在添加质量分数为4%时达到最大值2 515 kPa,与未添加糖钙络合物的试样相比,强度提升了867%。(2)糖钙络合物在参与固化反应后,固化试样的平均孔径从0.013 mm降低至0.003 6 mm,孔隙率显著下降,提高了整体的密实性和抗渗性能,且渗透系数也随之降低。(3)在糖钙络合物-GF-MICP联合加固的试样中,碳酸钙的质量分数从6%增加到了19%。此外,玻璃纤维为碳酸钙晶体提供了成核空间,并通过颗粒间的拉结作用进一步增强了试样的整体稳定性。(4)通过X射线衍射试验和扫描电镜试验分析,发现糖钙络合物-GF-MICP加固后的试样中产生了大量的碳酸钙胶结物质。同时,糖钙络合物分解产生的单糖分子、蔗糖分子与水分子形成的分子间力有效地黏结了砂颗粒,使得经过加固体系固化的试样展现出强大的联结性。 展开更多
关键词 环境工程学 微生物诱导碳酸钙沉淀 风积砂 力学特性 机理分析
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强化MICP技术对矿区锰污染土壤修复效果的影响
7
作者 许欣 李勃昔 +5 位作者 刘雪峰 皇晓刚 段耀庭 牛磊 王哲 郑春丽 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第8期1439-1450,共12页
随着矿产资源的不断开采,矿区土壤中的重金属污染问题日益严峻,特别是锰污染对土壤和生态环境造成了严重的威胁。为了解决这一问题,本研究采用微生物诱导碳酸盐沉淀技术(MICP)修复内蒙古某铁锰尾矿区周边农田污染土壤,探索了巴氏芽孢杆... 随着矿产资源的不断开采,矿区土壤中的重金属污染问题日益严峻,特别是锰污染对土壤和生态环境造成了严重的威胁。为了解决这一问题,本研究采用微生物诱导碳酸盐沉淀技术(MICP)修复内蒙古某铁锰尾矿区周边农田污染土壤,探索了巴氏芽孢杆菌与助剂(生物炭)和成核剂(柠檬酸钠)的联合使用对土壤修复效果的影响。通过设置空白对照组(CK)、菌剂单独处理组(B)、菌剂+助剂组(B+A)、菌剂+成核剂组(B+N)多种处理组,评估不同修复方法对土壤pH值、容重、含水率、养分、有机质含量、酶活性以及锰形态变化的影响。结果表明,MICP技术显著改善了土壤结构,提高了土壤肥力,降低了土壤中锰的可交换态和浸出毒性,且强化处理组(B+A和B+N)比单一菌剂处理更有效。修复后,土壤中锰的碳酸盐结合态显著增加,重金属的生物有效性明显降低,作物生长得到显著促进。研究表明,MICP技术,尤其是通过添加外源助剂和成核剂的强化处理,能够有效修复矿区污染土壤,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉淀(micp) 矿区土壤修复 锰污染
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改进灌注方式下MICP固化尾矿中重金属形态特征及风险评价
8
作者 汤禹 付俊 +3 位作者 陈安 周罕 张宇 罗磊 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1385-1394,共10页
探讨了改进灌注方式下微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在固化重金属中的应用.以巴氏芽孢杆菌为脲酶工程菌,通过卵石充填铁丝网构建的直径0.5cm通道灌注方式修复工业固废尾矿,研究了尾矿中重金属迁移规律及MICP固化机理,并进行了风险评价... 探讨了改进灌注方式下微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在固化重金属中的应用.以巴氏芽孢杆菌为脲酶工程菌,通过卵石充填铁丝网构建的直径0.5cm通道灌注方式修复工业固废尾矿,研究了尾矿中重金属迁移规律及MICP固化机理,并进行了风险评价.结果表明:MICP处理后,尾矿中Cu、Pb、Cd的迁移率(MF)显著降低,分别下降78.94%、61.88%、64.06%;碳酸钙生成填充了尾矿模型箱,显著提高了Cu、Pb、Cd的残渣态(76.43%~92.48%),Cu、Cd和Pb均从极高风险降低为中等风险,极大降低了尾矿的污染风险等级.改进灌注方式通过增加菌液扩散通道,提高了菌液与尾矿的接触效率,促进了碳酸钙的快速沉淀与固化,确保了尾矿中均匀渗透并避免固化不均.此研究为MICP技术在治理重金属污染中的工程应用提供了参考依据. 展开更多
关键词 micp 重金属形态 风险评价 重金属污染
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MICP纤维加筋优化电渗法加固软黏土的试验研究
9
作者 胡其志 陈禹龙 +1 位作者 刘一鸣 陶高梁 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期166-175,共10页
目的为缓解传统电渗法加固软黏土过程中土体开裂和不均匀沉降等问题,改善软黏土的工程性质,提出微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术联合玄武岩纤维加筋优化电渗法处理效果。方法通过开展软黏土室内电渗模型试验,分析电渗过程中的排水量、... 目的为缓解传统电渗法加固软黏土过程中土体开裂和不均匀沉降等问题,改善软黏土的工程性质,提出微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术联合玄武岩纤维加筋优化电渗法处理效果。方法通过开展软黏土室内电渗模型试验,分析电渗过程中的排水量、电流强度和有效电阻,以及电渗处理后土体表面沉降量、含水率、抗剪强度和pH,结合SEM图像探究不同掺量的玄武岩纤维以及MICP-玄武岩纤维联合作用机制对电渗加固效果的影响机理。结果结果表明:(1)不同掺量的玄武岩纤维对电渗效果影响差异显著,纤维加入软黏土后可抑制电渗过程中的土体裂缝发展与电流衰减,掺量为0.4%的试验组最佳效果;(2)MICP技术与玄武岩纤维加筋的联合使电渗过程变得更加均衡与顺畅,有效改善了电渗固结排水导致的土体表面不均匀沉降;(3)在电渗过程中,MICP反应在土颗粒与纤维表面上生成的碳酸钙沉淀填充加固了土体,提升了土体强度均匀性;(4)MICP技术的加入在提升土体强度的同时减少了土体孔隙液的排出,降低了废液处理的压力,具有更高的环境适应性。结论该研究结果为提升电渗法加固软黏土地基的处理效果提供了新思路,拓展了加固软黏土方法新的可能性。 展开更多
关键词 电渗法 软黏土 微生物诱导碳酸钙沉淀 玄武岩纤维 土体沉降
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表面粗糙度对砂浆的MICP表面防护性能的影响
10
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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基于MICP的巴氏生孢八叠球菌固定Cd^(2+)、Pb^(2+)和Cr^(3+)的研究
11
作者 伍婧妍 梁艳 +1 位作者 陶虹秀 罗秋雨 《现代化工》 北大核心 2025年第4期160-166,共7页
本文探究了初始pH、温度、尿素浓度等因素对巴氏生孢八叠球菌固定重金属Cd^(2+)、Pb^(2+)和Cr^(3+)的影响,并解析了巴氏生孢八叠球菌固定重金属的方式。结果表明,在培养时间为48 h、培养温度为30℃、初始培养基pH为8.0、尿素浓度为1 mo... 本文探究了初始pH、温度、尿素浓度等因素对巴氏生孢八叠球菌固定重金属Cd^(2+)、Pb^(2+)和Cr^(3+)的影响,并解析了巴氏生孢八叠球菌固定重金属的方式。结果表明,在培养时间为48 h、培养温度为30℃、初始培养基pH为8.0、尿素浓度为1 mol/L的条件下,巴氏生孢八叠球菌对Cd^(2+)、Pb^(2+)和Cr^(3+)三种重金属的固定效果均最佳。尿素和巴氏生孢八叠球菌的生长代谢均会使环境pH升高,分别导致了0.08%~8.95%和1.03%~10.42%的重金属离子发生碱性沉淀。微生物诱导的碳酸钙沉淀(MICP)为最主要固定方式,其固定率最高达到60.79%(Cd^(2+))、61.92%(Pb^(2+))和23.07%(Cr^(3+))。 展开更多
关键词 重金属 微生物诱导的碳酸钙沉淀 巴氏生孢八叠球菌 固化
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MICP加固花岗岩残积土的渗透特性 被引量：1
12
作者 王延宁 黄龙剑 +2 位作者 陈前 俞缙 刘士雨 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期38-46,共9页
MICP技术可以显著降低固化土壤的渗透系数,然而目前没有关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算方法。基于理论推导和试验验证的方法,研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性,提出MICP加固花岗岩残积土的碳酸钙生成量和渗透系数理论表达式。假... MICP技术可以显著降低固化土壤的渗透系数,然而目前没有关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算方法。基于理论推导和试验验证的方法,研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性,提出MICP加固花岗岩残积土的碳酸钙生成量和渗透系数理论表达式。假设MICP的反应速率线性衰减,通过酶促反应动力学方程得到MICP加固土体的CaCO3生成量,估算CaCO3晶体的粒径和个数,从而获得加固后试样的孔隙比、迂曲度和颗粒比表面积,代入修正的Kozeny-Carman方程,得到加固后土体的渗透系数理论表达式。与试验数据对比分析结果表明:CaCO3的产量早期增加快,后期增加变缓并逐渐趋于稳定;MICP加固土体的渗透系数其具有早期降低快,后期趋于平稳的特征。胶结液浓度为0.50、0.75、1.00、1.25 kmol/m3的试样渗透系数最终分别降低了35%、40%、45%和55%。提出的CaCO3含量表达式和渗透系数表达式与试验结果拟合良好,可为微生物加固的设计计算提供参考。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 花岗岩残积土 加固 Kozeny-Carman方程 胶结作用
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基于高密度电阻率成像技术的MICP浆液入渗过程监测研究
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作者 兰润扬 林锴 +2 位作者 唐朝生 章君政 施斌 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期577-584,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种生态环保、前景广阔的土体改性方法,其改性效果与浆液的入渗特征密切相关。为此,提出将高密度电阻率成像(ERT)技术用于MICP浆液入渗过程监测。文章通过开展模型试验,对石英砂试样进行混合一步注浆... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种生态环保、前景广阔的土体改性方法,其改性效果与浆液的入渗特征密切相关。为此,提出将高密度电阻率成像(ERT)技术用于MICP浆液入渗过程监测。文章通过开展模型试验,对石英砂试样进行混合一步注浆法MICP处理,同时对试样持续进行ERT监测及电导率分析,获取了试样的三维电阻率变化特征,处理完成后测定了试样中碳酸钙含量的空间分布。结果表明:(1)MICP反应过程中,砂土与注浆液电导率随尿素分解而逐渐升高;(2)注浆液的迁移分布对砂土内部低电阻区的分布规律起主导作用,而碳酸钙沉淀的影响较小;(3)在MICP处理过程中,碳酸钙沉淀的生成与注浆液的迁移渗透相互作用,共同影响改性效果;(4)ERT技术可有效监测MICP处理区电阻率的时空演化特征,准确反映注浆液渗透迁移情况,进而评价改性效果。研究结果表明,采用ERT技术监测MICP改性土体过程具有可行性,为评价和优化微生物矿化改性效果提供了新的技术思路和方向。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 高密度电法 入渗过程 土体电阻率
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天然海水环境下离子浓度对MICP反应的影响 被引量：3
14
作者 滕秀英 王子玉 +1 位作者 贾永刚 陈文婧 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期47-56,共10页
微生物岩土技术通过生物矿化过程改善基础材料的力学性质,使其更适用于建筑或解决多学科领域的环境问题。微生物矿化过程中产生的碳酸钙是改善基础材料力学性质的主要成分,但其生成量及形态等受多种因素的影响。通过离子计、pH计、SEM、... 微生物岩土技术通过生物矿化过程改善基础材料的力学性质,使其更适用于建筑或解决多学科领域的环境问题。微生物矿化过程中产生的碳酸钙是改善基础材料力学性质的主要成分,但其生成量及形态等受多种因素的影响。通过离子计、pH计、SEM、EDS和XRD等手段探究天然海水和去离子水环境在矿化过程中氯化钙和尿素浓度、比例及菌液和胶结液(氯化钙、尿素)体积比等因素对沉淀物质形貌及晶体组成的影响。结果表明:钙离子和尿素浓度及比例低时,碳酸钙的产率较高,但当初始钙离子、尿素浓度超过1.0 mol/L时,离子浓度增大对细菌产脲酶有抑制作用,浓度越高对脲酶的抑制作用越明显,沉淀物产率也随之减小,海水环境总体沉淀量与沉淀效率均高于去离子水环境。菌胶结液体积比去离子水中为1∶4、海水中不高于1∶10时,碳酸钙生成量较高,去离子水环境晶型以方解石为主,海水环境晶型以球霰石为主且沉淀中含有镁盐。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 水环境 离子浓度 碳酸钙沉淀效率
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基于MICP技术的海上风电场滩涂软土固化试验研究
15
作者 朱晨俊 温小栋 +3 位作者 吴佳育 温维 李超恩 孙志伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期467-476,共10页
针对基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,研究浆料芽孢杆菌在不同pH值和有无钙源的常温培养环境下菌液浓度随时间的变化情况。以宁波滩涂淤泥为研究对象,考虑滨海相软土特性及边坡结构特点,利用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸盐对滨海软土进行... 针对基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,研究浆料芽孢杆菌在不同pH值和有无钙源的常温培养环境下菌液浓度随时间的变化情况。以宁波滩涂淤泥为研究对象,考虑滨海相软土特性及边坡结构特点,利用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸盐对滨海软土进行固结处理。通过压缩、渗透及雨水冲刷试验,并结合X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果,从宏、细观角度分析固化效果及抗冲刷性。研究结果表明:在pH值为7.3的环境下,芽孢杆菌生长最快,在培养约48 h后,其浓度达到峰值;Ca^(2+)会抑制芽孢杆菌的生长,但在生长前期影响较小,而后期影响较大;菌液浓度为1/100的重塑土经养护7 d后,其压缩系数降低19.58%,渗透系数降低87.34%;雨水冲刷结束后剥蚀率仅为3.9 g/(m^(2)·s);芽孢杆菌诱导结晶形成填充并胶结于土颗粒之间的CaCO_(3)晶体聚集体结构,这使得滨海软土具有更好的固结性能、抗渗性能以及坡面抗冲蚀效果提升。 展开更多
关键词 海上风电 微生物诱导碳酸钙沉积 土壤加固 微观结构 滨海相软土
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MICP技术在地下水封油库渗控注浆中的应用潜力
16
作者 刘乾灵 张彬 +6 位作者 李玉涛 韩程 王金昌 王敬奎 彭振华 李俊彦 梁建毅 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1412-1423,共12页
地下水封油库在建设及运营过程中洞室涌水量大小是影响洞库水封安全和运营成本的重要因素。目前地下水封油库工程建设中采用传统的注浆方式难以将围岩渗透性降低到设计要求,因此洞室涌水量得不到很好的控制。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP... 地下水封油库在建设及运营过程中洞室涌水量大小是影响洞库水封安全和运营成本的重要因素。目前地下水封油库工程建设中采用传统的注浆方式难以将围岩渗透性降低到设计要求,因此洞室涌水量得不到很好的控制。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术具有注浆黏度低、环境适应性强、生成矿化物质稳定等显著优点,引起了学术界与工程界广泛的兴趣和研究。本文首先分析了地下水封油库涌水量控制中存在的相关问题,然后阐述了MICP技术对裂隙渗流控制的机理、影响因素以及对裂隙渗透性的影响效果,最后探讨了MICP技术在地下水封油库中应用的关键问题。通过分析表明,MICP作为地下水封油库渗流控制的一种辅助注浆方式,可以较为准确地控制围岩渗透性变化,达到对洞室涌水量有效控制的目的。 展开更多
关键词 地下水封油库 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 岩体裂隙注浆 洞室涌水量
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冻融循环作用下MICP固化铅污染土的强度与浸出特性研究
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作者 李杰 康博 查甫生 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期440-447,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可用于重金属污染土固化稳定修复。本文通过开展无侧限抗压强度、离子浸出及微观试验,主要研究MICP固化铅污染土在冻融循环作用下的强度与化学稳定性,并揭示其微观作用机理。结果表明:随着铅离子浓度的增... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可用于重金属污染土固化稳定修复。本文通过开展无侧限抗压强度、离子浸出及微观试验,主要研究MICP固化铅污染土在冻融循环作用下的强度与化学稳定性,并揭示其微观作用机理。结果表明:随着铅离子浓度的增加,土体的无侧限抗压强度先增大后减小,铅离子浸出浓度增大;随冻融循环次数的增加,土体的强度逐渐降低并趋于稳定,铅离子浸出浓度增大。冻融循环作用后,固化土的主要矿物成分未发生变化;土中的小孔隙数量增加,大孔隙数量基本保持不变。冻融循环作用损伤固化土的碳酸钙胶结与铅离子沉淀结构,致使土体性能劣化。 展开更多
关键词 重金属污染土 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 冻融循环 强度及浸出特性 劣化机理
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纳米SiO_(2)-MICP协同固化淤泥效能评价与驱动机制 被引量：1
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作者 陈浩 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第12期117-125,共9页
绿色低碳化学固化技术研发是“双碳”背景之下实现淤泥质地基快速加固的有效保障。为此,创新性提出活性纳米SiO_(2)联合微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)协同技术对淤泥进行固化改性,通过试样无侧限抗压强度、pH变化、Ca^(2+)利用率和扫描电... 绿色低碳化学固化技术研发是“双碳”背景之下实现淤泥质地基快速加固的有效保障。为此,创新性提出活性纳米SiO_(2)联合微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)协同技术对淤泥进行固化改性,通过试样无侧限抗压强度、pH变化、Ca^(2+)利用率和扫描电镜等手段分析其加固效能与作用机理。结果表明:①当纳米SiO_(2)掺量不高于0.1%时,SiO_(2)-MICP固化淤泥试样抗压强度随纳米SiO_(2)掺量增加而增大;②相比未添加纳米SiO_(2)的MICP固化试样,0.5、1和2 mol/L Ca^(2+)浓度下0.1%纳米SiO_(2)联合MICP固化试样抗压强度对应提升64.21%、10.28%和75.98%;③纳米SiO_(2)可为MICP提供新成核位点且填充孔隙,诱导淤泥试样中生物矿物由文石向方解石转化,且凝胶产物生成促进试样强度进一步升高;④纳米SiO_(2)提高胶结液中Ca^(2+)利用量和利用率,并调节液相环境中pH值水平。微生物诱导产生生物CaCO_(3)(发挥胶结、填充、架桥等作用)和纳米SiO_(2)物化效应(即矿物生长新成核位点、微集料填充、胶凝产物),二者联合作用促使淤泥固化体力学特性的提升和微观骨架的构建。 展开更多
关键词 纳米SiO_(2) 微生物诱导碳酸盐沉淀 无侧限抗压强度 Ca^(2+)利用 扫描电镜 固化淤泥
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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
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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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巴氏芽孢杆菌固化污染土的培养优化与矿化机制
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作者 陈永贵 江昭明 +2 位作者 付俊 周罕 文子豪 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期635-643,共9页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为生态友好、可持续的污染土固化技术,关键在于能高效产脲酶的微生物。通过菌液配制以及微生物优化培养试验,研究了振荡转速、温度、培养基pH值等培养条件对巴氏芽孢杆菌生长及脲酶活性的影响规律,并结合... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为生态友好、可持续的污染土固化技术,关键在于能高效产脲酶的微生物。通过菌液配制以及微生物优化培养试验,研究了振荡转速、温度、培养基pH值等培养条件对巴氏芽孢杆菌生长及脲酶活性的影响规律,并结合傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜等方法分析了生物矿化沉淀的生成机制。结果表明,210 r·min^(-1)下振荡转速培养基溶氧量高,细菌浓度及脲酶活性也较高;初始接种量为0.5%时培养基营养物质得到充分利用,细菌增殖速度快;30℃为细菌最佳生长环境温度;细菌耐受pH值范围为5~10,偏酸性环境能延缓脲酶活性达到峰值的时间,偏碱性环境更有利于激发脲酶活性;尿素质量浓度为5~25 g·L^(-1)时细菌生长速率较快,脲酶活性高。MICP过程在细菌的胞外聚合物上进行,生成的碳酸钙主要由菱形方解石和少量球形球霰石组成。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(micp) 污染土固化 巴氏芽孢杆菌 尿素 矿化机理
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