微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的数值计算研究

论文摘要

微生物诱导碳酸钙（MICP）加固土体近年来得到越来越多的关注,其计算模型研究较少,且现有的计算模型主要考虑一维情况,也仅由一维砂柱模型验证,是否适用于二维及三维情况,尚需进一步研究.文中基于对流-扩散-反应方程,考虑菌液和化学试剂的注入、对流、扩散以及多组分化学反应,并结合碳酸钙结晶和沉积、注浆方法和压力等的影响,建立三维的MICP数值计算模型,并由试验结果验证.利用COMSOL数值软件,设定相关边界条件和初始条件,完成三维注浆的数值模拟计算.在建立对流-扩散-反应的模型时,主要是考虑总反应方程式,总反应的反应速率主要取决于尿素水解反应.计算结果表明,碳酸钙浓度分布在注浆管管孔附近碳酸钙浓度最大,向模型外边界逐渐降低,而且整个模型碳酸钙浓度分布较为均匀.

论文目录

• 1 基本原理与软件介绍
•   1.1 基本原理
•   1.2 COMSOL Multiphysics简介
• 2 建模涉及方程
•   2.1 达西定律
•   2.2 溶质运移方程
• 3 建模过程
•   3.1 几何模型及模型参数
•   3.2 网格划分
•   3.3 计算思路
• 4 数值求解结果
•   4.1 截面和截线研究对象
•   4.2 碳酸钙含量与计算结果验证
•     （1） 碳酸钙含量分析
•     （2） 计算结果验证
•   4.3 尿素与铵根离子浓度
•     （1） 尿素浓度分析
•     （2） 铵根离子浓度分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 彭劼,蒋锐,谢高强

关键词: 三维注浆,数值计算,反应速率,碳酸钙浓度

来源: 江苏科技大学学报(自然科学版) 2019年02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: 河海大学岩土工程科学研究所,河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江西省交通设计研究院有限责任公司

基金: 国家自然科学基金资助项目(51578214)

分类号: TU43

页码: 114-120

总页数: 7

文件大小: 1668K

下载量: 271