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题名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
梁皓
王立朝
李丹丹
周应新
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机构
中国地质环境监测院
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院大学
中国地震台网中心
云南会巧高速公路有限公司
云南省交通投资建设集团有限公司
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出处
《人民长江》
北大核心
2025年第9期219-226,251,共9页
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基金
国家重点研发计划项目(2024YFF1307800)
云南省科技厅重点研发计划项目(202103AA080013)
+1 种基金
中国地质环境监测院院研发基金项目(20230108)
甘肃省科技计划项目(24JRRA814)。
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文摘
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。
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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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Keywords
microbial induced calcium carbonate deposition(MICP)
grouting method
vacuum saturation method
unconfined compression strength
mineralization uniformity
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分类号
TU431
[建筑科学—岩土工程]
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题名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
田怡帆
李燕明
周应新
李丹丹
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机构
中国科学院地质与地球物理研究所
中国科学院大学
中国科学院地球科学研究院
中冶华亚建设集团有限公司
北京中岩天地科技有限公司
云南省交通投资建设集团有限公司
云南会巧高速公路有限公司
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出处
《工程地质学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期236-264,共29页
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基金
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(资助号:2019QZKK0904)
国家重点研发计划项目(资助号:2019YFC1509903)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(资助号:42177146)
云南省科技厅重点研发计划项目(资助号:202103AA080013)。
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文摘
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。
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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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Keywords
Microbial geotechnical engineering
Microbial geological engineering
Microbial induced calcium carbonate precipitation(MICP)
Bacillus pasteurii
Urease
Phosphogypsum
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分类号
Q939.97
[生物学—微生物学]
TU4
[建筑科学—土工工程]
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