微生物拌入粉土诱导碳酸钙沉积加固效果研究

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在近年来,和微生物活动有关的岩土工程问题得到了越来越广泛的关注。作为一种新型的环境友好型、绿色可持续发展的土体改良技术,微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)在岩土工程领域的应用前景十分广阔。已有利用微生物加固土体的研究主要针对粒径较大的砂土,对粉土的研究较少。且加固方法主要是采用注浆加固。与砂土相比,粉土孔喉小,这将影响微生物的注入,导致注浆困难、加固效果不均匀等现象。相比于注浆法,拌和法是将微生物拌入土体诱导碳酸钙沉积加固,所需的机械劳动力较少。本文以海相粉土为研究对象,探讨将微生物拌入粉土诱导碳酸钙沉积加固土体的效果。本文的主要工作及结论如下:(1)微生物拌入粉土诱导碳酸钙沉积加固的可行性。通过将菌液拌入粉土的方式来制样,随后表面入渗提供钙源和尿素的胶结液。通过不同的胶结液浓度、轮数处理粉土做对比发现,提高胶结液浓度和入渗轮数时,能改善粉土的水稳定性,微观结构上更易形成稳定的多面体方解石形态。(2)菌液与粉土拌合后的密封时间。通过控制菌液密封时间,以探究菌液密封时间对试样加固效果的影响。结果表明,菌液密封时间在12h时最优。随着入渗轮数的提高,密封时间对土样内菌液脲酶活性的影响逐渐减少,入渗首轮胶结液对试样的影响较大。(3)入渗轮数对加固效果的影响。通过多轮入渗胶结液的方式,以研究入渗轮数对加固效果的影响,并选取不同饱和度菌液拌和粉土试样作对比。结果表明,微生物拌入粉土入渗多轮胶结液的水稳定性较好,且入渗轮数达到4轮以后,试样的水稳定性显著提高,得到明显改善。试样的碳酸钙总生成量与无侧限抗压强度会随着入渗轮数的增加而增大,且入渗轮数越高,提升效果越为明显。(4)微生物与粉土直接拌和加固研究。胶结物质将不再通过入渗的方式胶结土体,尝试采用将胶结物质与菌液、粉土直接拌和,探究使其具备一定强度的可行性。结果表明,在简化固化过程的条件下,可以达到良好的加固效果。
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