微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素

论文摘要

基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用(MICP)的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由于微生物矿化作用涉及一系列生物化学和离子化学反应,固化过程中的反应步骤较多,因此,MICP固化效果受许多因素的制约与影响。基于大量文献资料,系统总结了细菌种类、菌液浓度、温度、pH值、胶结液配比及土的性质等关键因素对微生物改善岩土材料性能的影响,讨论了这些影响因素的优化方式和未来的研究方向,主要得到了以下几点结论:菌种类型、菌液浓度、温度、pH、胶结液性质会从微观上影响碳酸钙的晶体类型、形貌和尺寸,进而在宏观层面影响岩土体的胶结效果;菌液浓度尽可能高、温度在20～40℃间、pH值在7.0～9.5左右、胶结液浓度在1mol/L以内的因素条件对微生物加固岩土体具有较好的效果。上述范围内的低温、较高的pH值、低浓度胶结液有助于提高土体的抗渗性,而高温、较低的pH值以及中高浓度胶结液有助于提高土体的强度;MICP加固土体的有效粒径范围为10～1 000μm,相对密度越大、级配越好则加固效果越好。分步灌浆法、多浓度相灌注法及电渗灌浆法有助于提高土体固化均匀性,0.042(mol/L)/h以下的注浆速度有利于提高胶结液利用率,砂土试样的灌浆压力一般在10～30kPa之间,粉黏土试样的灌浆压力不宜超过110 kPa,过高的灌浆压力会破坏土体结构,降低固化效果。

论文目录

• 1 引言
• 2 细菌种类
• 3 菌液浓度
• 4 环境温度
• 5 pH值
• 6 胶结液成分及浓度
•   6.1 胶结液成分
•   6.2 胶结液浓度
• 7 土的性质
• 8 灌浆工艺
• 9 讨论及建议
• 1 0 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 尹黎阳,唐朝生,谢约翰,吕超,蒋宁俊,施斌

关键词: 微生物矿化作用,影响因素,菌种,浓度,温度,胶结液,土的性质,灌浆

来源: 岩土力学 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 南京大学地球科学与工程学院,南京大学(苏州)高新技术研究院,美国夏威夷大学土木与环境工程系

基金: 国家自然科学基金项目(No.41572246,No.41772280),国家自然科学基金重点项目(No.41230636),优秀青年科学基金项目(No.41322019),江苏省自然科学基金项目(No.BK20171228,No.BK20170394),中央高校基本科研业务费专项资金资助~~

分类号: TU43

DOI: 10.16285/j.rsm.2018.0520

页码: 2525-2546

总页数: 22

文件大小: 1532K

下载量: 989