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糖钙络合物增强MICP固化风积砂试验效果研究
1
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。
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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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职称材料
含节理黄土的微生物灌浆因素分析
2
作者
刘小军
崔瀚霆
+1 位作者
王铁行
郭宏超
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期138-142,共5页
在自行建立的含节理黄土微生物灌浆模型的基础上,通过有限元仿真软件COMSOL进行数值建模及求解,通过考虑初始脲酶活性、胶结液浓度、节理开度等因素,计算分析3种灌浆因素影响下的节理与孔隙的填充率以及黄土体的有效加固范围,对节理-黄...
在自行建立的含节理黄土微生物灌浆模型的基础上,通过有限元仿真软件COMSOL进行数值建模及求解,通过考虑初始脲酶活性、胶结液浓度、节理开度等因素,计算分析3种灌浆因素影响下的节理与孔隙的填充率以及黄土体的有效加固范围,对节理-黄土体的微生物灌浆加固效果进行研究。结果表明:初始脲酶活性是影响灌浆效果的重要因素;对于胶结液浓度,为同时考虑加固效果和减少废液量,应选用适宜的胶结液浓度;节理开度对加固深度的影响较明显,与节理水流入渗规律一致。综合分析3种灌浆因素发现,距灌浆口有限深度处的含节理黄土加固效果较好,灌浆均匀性有待提高。
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关键词
节理
黄土
微生物灌浆
灌浆因素
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职称材料
多模微波场中玄武岩加热及内部损伤机理研究
被引量：
1
3
作者
邵珠山
吴丹丹
+2 位作者
袁媛
费心爽
郭轩
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期129-136,共8页
随着微波加热技术的兴起,该技术被广泛应用于岩石破碎中。借助玄武岩研究了微波场中岩石内部温度场和应力场的分布规律,分析了岩石内部损伤机理。采用试验常用频率的工业微波炉对玄武岩试样进行微波照射,利用SEM分析微波照射前后岩石试...
随着微波加热技术的兴起,该技术被广泛应用于岩石破碎中。借助玄武岩研究了微波场中岩石内部温度场和应力场的分布规律,分析了岩石内部损伤机理。采用试验常用频率的工业微波炉对玄武岩试样进行微波照射,利用SEM分析微波照射前后岩石试样内部微裂纹演化规律;结合COMSOL 5.5建立岩石均匀模型分析微波场中岩石表面升温速率,建立岩石二相矿物模型对岩石内部温度、温度梯度和热应力分布进行分析,通过温度场和应力场评价微波加热对岩石造成的损伤。结果表明:在微波场中,同一功率水平下岩石表面升温速率先增大、后减小;SEM图像证实了微波照射能够加速岩石内部微裂纹扩展,强吸波性矿物在经过微波照射后熔融破坏;岩石均匀模型计算得到的上表面平均升温速率与微波加热结果基本吻合,岩石二相矿物模型计算得到的内部热应力在矿物分界面处达到最大值。试验结果证明了微波照射能够加速玄武岩热损伤和裂纹扩展。
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关键词
微波加热
升温速率
裂纹
损伤
数值模拟
热应力
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职称材料
题名
糖钙络合物增强MICP固化风积砂试验效果研究
1
作者
刘小军
朱芮
孙跃
王东亚
机构
西安建筑科技大学土木
工程
学院
陕西省岩土与地下空间工程重点试验室
出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第6期2387-2397,共11页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JM-483)。
文摘
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。
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
Keywords
environmental engineering
microbial-induced calcium carbonate precipitation
windlogged sand
mechanical properties
microscopic analysis
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
含节理黄土的微生物灌浆因素分析
2
作者
刘小军
崔瀚霆
王铁行
郭宏超
机构
西安建筑科技大学土木
工程
学院
陕西省岩土与地下空间工程重点试验室
西安理工大学土木建筑
工程
学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期138-142,共5页
基金
陕西省自然科学基础研究项目(2020JM-483)
国家自然科学基金项目(51408464)
文摘
在自行建立的含节理黄土微生物灌浆模型的基础上,通过有限元仿真软件COMSOL进行数值建模及求解,通过考虑初始脲酶活性、胶结液浓度、节理开度等因素,计算分析3种灌浆因素影响下的节理与孔隙的填充率以及黄土体的有效加固范围,对节理-黄土体的微生物灌浆加固效果进行研究。结果表明:初始脲酶活性是影响灌浆效果的重要因素;对于胶结液浓度,为同时考虑加固效果和减少废液量,应选用适宜的胶结液浓度;节理开度对加固深度的影响较明显,与节理水流入渗规律一致。综合分析3种灌浆因素发现,距灌浆口有限深度处的含节理黄土加固效果较好,灌浆均匀性有待提高。
关键词
节理
黄土
微生物灌浆
灌浆因素
Keywords
joint
loess
biogrout
grouting factor
分类号
TU444 [建筑科学—岩土工程]
TU472 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
多模微波场中玄武岩加热及内部损伤机理研究
被引量：
1
3
作者
邵珠山
吴丹丹
袁媛
费心爽
郭轩
机构
西安建筑科技大学理学院
西安建筑科技大学
陕西省岩土与地下空间工程重点试验室
西安建筑科技大学土木
工程
学院
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期129-136,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目资助(No.11872287)
陕西省重点研发计划资助项目(No.2019ZDLGY01-10)。
文摘
随着微波加热技术的兴起,该技术被广泛应用于岩石破碎中。借助玄武岩研究了微波场中岩石内部温度场和应力场的分布规律,分析了岩石内部损伤机理。采用试验常用频率的工业微波炉对玄武岩试样进行微波照射,利用SEM分析微波照射前后岩石试样内部微裂纹演化规律;结合COMSOL 5.5建立岩石均匀模型分析微波场中岩石表面升温速率,建立岩石二相矿物模型对岩石内部温度、温度梯度和热应力分布进行分析,通过温度场和应力场评价微波加热对岩石造成的损伤。结果表明:在微波场中,同一功率水平下岩石表面升温速率先增大、后减小;SEM图像证实了微波照射能够加速岩石内部微裂纹扩展,强吸波性矿物在经过微波照射后熔融破坏;岩石均匀模型计算得到的上表面平均升温速率与微波加热结果基本吻合,岩石二相矿物模型计算得到的内部热应力在矿物分界面处达到最大值。试验结果证明了微波照射能够加速玄武岩热损伤和裂纹扩展。
关键词
微波加热
升温速率
裂纹
损伤
数值模拟
热应力
Keywords
microwave heating
heating rate
crack
damage
numerical simulation
thermal stress
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
糖钙络合物增强MICP固化风积砂试验效果研究
刘小军
朱芮
孙跃
王东亚
《安全与环境学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
含节理黄土的微生物灌浆因素分析
刘小军
崔瀚霆
王铁行
郭宏超
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
3
多模微波场中玄武岩加热及内部损伤机理研究
邵珠山
吴丹丹
袁媛
费心爽
郭轩
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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