基于反硝化MICP的土体加固试验研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:renminjie
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近年来,微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)由于绿色、节能等特点被广泛应用于我国建筑工程中的地基加固、混凝土修复和生物封堵等领域。在现有MICP加固技术的基础上开展反硝化MICP加固试验,研究反硝化MICP技术对土体的加固性能对于MICP技术有重要意义。本文以反硝化MICP加固技术作为基础,考虑对五种细粒土占比(20%、30%、40%、50%、60%)的土样分别进行拌和法加固和吸附法加固,利用无侧限抗压试验和直剪试验来测量反硝化MICP加固土体的宏观力学性能;利用扫描电镜分析(SEM)和X射线衍射(XRD)分析探究反硝化MICP加固土体的微观机理,并与巴氏芽孢杆菌MICP进行对比分析。在此基础上,利用聚丙烯纤维和木纤维掺入待加固土体来进一步验证反硝化MICP加固土体性能。研究结果表明:(1)利用反硝化细菌对五种细粒土占比(20%~60%)的土样分别进行加固,发现反硝化细菌能够能提高土样41.5%~55.2%的抗压强度,能提高30%左右的抗剪强度。随着土样中细粒土含量的增加,土体的强度整体增加,且反硝化细菌作为MICP菌种的强度增幅高于巴氏芽孢杆菌。(2)通过SEM分析和XRD分析MICP加固的土样,发现反硝化MICP生成的碳酸钙有方解石和球霰石两种,且碳酸钙在土颗粒之间的沉积模式主要由于以下几种,分别为:(1)碳酸钙沉淀以覆盖包裹土颗粒的形式存在;(2)碳酸钙沉淀在土体颗粒间形成连接。(3)通过在反硝化MICP中掺入聚丙烯纤维和木纤维,通过无侧限抗压强度试验和直剪试验,揭示了掺入纤维能够有效提高反硝化MICP加固土体的强度。其中,当聚丙烯最佳掺入量为0.3%时提升MICP加固效果的能力最好,分别能增加抗压强度1.22倍,抗剪强度0.35倍;当木纤维掺入量为0.4%时,能增加抗压强度0.31倍,增加抗剪强度0.11倍,且木纤维的最佳掺入量高于0.4%。
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