【摘 要】
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通过酶诱导生成碳酸钙沉淀来改良土壤的技术被称为EICP,由于其应用广泛,在过去十多年来引起了越来越多的关注.文章从EICP的机理出发,总结植物脲酶和细菌脲酶的提取方法,探究脲酶、钙源、尿素、脱脂奶粉、温度和pH等因素对EICP胶结效果的影响,归纳检测EICP加固试样的强度、碳酸钙含量、微观结构和成分的方法,并对EICP在岩土工程的应用进行总结与评述.目的是展示目前国内外关于EICP的研究现状,展望未来的研究方向及需要克服的问题.
【机 构】
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华侨大学 福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心,厦门 361021;华侨大学 福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心,厦门 361021;华侨大学 福建省智慧基础设施与监测重点实验室,厦门 36
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通过酶诱导生成碳酸钙沉淀来改良土壤的技术被称为EICP,由于其应用广泛,在过去十多年来引起了越来越多的关注.文章从EICP的机理出发,总结植物脲酶和细菌脲酶的提取方法,探究脲酶、钙源、尿素、脱脂奶粉、温度和pH等因素对EICP胶结效果的影响,归纳检测EICP加固试样的强度、碳酸钙含量、微观结构和成分的方法,并对EICP在岩土工程的应用进行总结与评述.目的是展示目前国内外关于EICP的研究现状,展望未来的研究方向及需要克服的问题.
其他文献
微生物地质工程技术是将微生物参与的生化过程加以控制和利用,来解决工程地质问题的一类新型岩土体水—力学特性改性技术.研究表明该技术具有低成本、环境友好、低能耗和过程可控的优点,是工程地质界近些年的一个热门研究内容,也是现代工程地质学科的重要发展方向.文章基于当前该技术取得的研究进展,系统总结了能被加以控制和高效利用的三种代表性微生物地质工程技术(微生物成矿作用、微生物膜作用及微生物产气作用)的原理及其应用领域.着重对研究最多、应用前景最广的微生物成矿作用改性岩土体力学特性、渗透特性、抗侵蚀性等工程性质及机理
作为一种特殊的岩土介质材料,钙质砂具有在低压下易破碎的性质.微生物诱导方解石沉淀(MICP)技术得到了广泛的关注和认可,可用来改善钙质砂的破碎特性.文章从室内试验和离散元模拟两个角度分别对钙质砂颗粒MICP固化前后进行单颗粒压碎试验,通过Weibull分布和SEM扫描等探究了MICP对钙质砂颗粒破碎行为的影响.结果表明:离散元模拟得到的生存概率曲线及Weibull模量m值与试验结果均吻合较好,验证了该数值模型的有效性.与室内试验相比,数值模拟可以精确地反映颗粒的裂纹分布及破碎过程,且可以研究同一颗粒MIC
钙质砂是中国南海岛礁工程建设的主要建筑材料和地基土成份,其具有高孔隙、易破碎和强度低等不良工程地质特性.为改善钙质砂力学性能,提高其工程可靠性,提出利用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)协同纤维加筋改性钙质砂.文章通过开展无侧限抗压试验以及扫描电镜测试,对比分析不同纤维掺量下MICP固化钙质砂的力学响应特性及微观破坏机理.结果表明:(1)MICP技术能够有效固化钙质砂,并提升其力学强度;(2)纤维能够增加细菌定殖面积,提升碳酸钙沉积量,并由此提升试样延性和韧性,降低刚度;(3)应力应变曲线呈阶梯状多峰特征.
针对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)固化钙质砂脆性强、抗拉强度低等问题,通过制备“8”字形MICP固化钙质砂试样并开展直接拉伸试验,对纤维加筋的改善作用、纤维-MICP联合加固机理及纤维掺量、纤维长度等影响因素进行了研究.结果表明:纤维加筋能够显著提高抗拉强度、峰值位移和残余强度,减轻峰值强度点的脆性破坏现象,但受纤掺量和长度的影响,总的来说,抗拉强度随纤维掺量的增加和长度的加长呈先增后减的趋势.相比无纤维试样,添加最优纤维掺量(0.6％)时,试样的抗拉强度增长了172.4％,峰值变形提升了158.1％.
从南方湿热区自然环境中分离得到一株产脲酶矿化菌,并将其高产突变株应用到海砂室内MICP灌浆试验,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉曼(Raman)对固化后的产物进行细观形貌观测.通过分析碳酸钙的形貌、尺寸、空间分布、结晶状态等基本特征现象,初步探究南方湿热区产脲酶菌在碳酸钙结晶生长方面的调控作用及其固化土体的作用效果.结果表明:南方湿热区产脲酶菌固化土体具有可行性,但碳酸钙晶体形貌并不均一,晶体晶化过程、生物调控作用及土体结构均会对碳酸钙的生成情况造成影响;碳酸钙从无序到有序、分散到聚集、
微生物矿化是近年来在土体改良工程发展起来的一个新分支,主要研究微生物活性在改善土体颗粒特性方面的应用.微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)是实现土体生物胶结最常用的方法之一,该技术借助脲酶菌的代谢行为诱导碳酸钙,将松散的砂颗粒胶结成整体,从而提高了土体的力学性能.文章系统性地介绍了MICP研究中的脲酶菌矿化机理、相关处理方法、影响因素、衍生新工艺脲酶诱导碳酸盐沉积EICP及MICP技术在岩土领域的相关现场试验,并对MICP的实用性进行了总结,最后简要讨论了现研究阶段MICP工程应用所面临的挑战和潜在解决方案.
微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)是一种微生物矿化过程,能够胶结松散土体.将其应用于加固土体坡面提高抗降雨侵蚀能力具有潜在的发展前景.通过模拟降雨冲刷试验,对微生物诱导矿化加固前后粉土坡面的径流水动力与侵蚀特性开展研究,分析和讨论了水动力参数之间的相关性以及对土壤剥蚀率的影响规律.结果显示,加固后与加固前相比,粉土坡面径流的弗劳德数平均下降50％;在降雨前期的阻力系数平均下降66％,径流稳定后二者阻力系数接近;径流剪切力平均提高52％.径流系数与坡面入渗速率呈线性负相关(R2=0.857),与加固层的贯入强
砂岩是地质遗迹和石质文物最为常见的岩石类型,冻融循环导致的风化劣化是引起其发生地质灾害的主要原因.降渗加固是解决该问题的根本途径.文章引入国际上新型的岩土体加固技术—微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP),以中粒砂岩和微粒砂岩为例,通过开展MICP处理和冻融循环试验,研究其改善不同孔隙砂岩抗冻融特性的可行性,分析其改善机理.研究结果表明:(1)MICP作用能显著提高两类砂岩的抗冻融特性,主要改善机理是MICP过程生成的碳酸钙不仅填充了岩石孔隙,减小了孔隙水的体积和冻融损伤作用力,同时也加强了岩石颗粒之间的胶结强
通过选取3种不同颗粒尺寸的砂样进行微生物诱导碳酸钙(MICP)注浆试验,对同一尺寸试验组分别进行8、10、12次胶结液灌注,结合细菌吸附率、流出液Ca2+浓度、试样渗透系数、碳酸钙含量、孔隙结构和最终加固效果等数据,探讨了颗粒尺寸对MICP加固砂土的影响.试验结果表明,细菌吸附率与颗粒尺寸间存在一定联系,颗粒尺寸越大,细菌吸附量相对越少;同时颗粒尺寸会影响试样固化过程及孔隙结构的发展,颗粒尺寸较小的试样能留住更多的营养物质;固化过程中,颗粒尺寸较小的砂样由于孔隙较小、渗透系数小等原因,试样上部易形成淤堵,
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