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钙源对微生物固化风积沙效果影响的试验研究 预览
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作者 明道贵 邱明喜 +3 位作者 殷立静 张家铭 朱纪康 周杨 《人民黄河》 CAS 北大核心 2020年第4期85-88,111,共5页
微生物诱导成矿技术已被证实可用于沙漠化治理,而钙源直接影响固化效果。为了确定最佳钙源,使用多种钙源用于风积沙固化研究,基于力学性能测试和微观形貌观测等手段,分析不同钙源作用下固化效果及相应作用机理。结果表明:氯化钙与醋酸... 微生物诱导成矿技术已被证实可用于沙漠化治理,而钙源直接影响固化效果。为了确定最佳钙源,使用多种钙源用于风积沙固化研究,基于力学性能测试和微观形貌观测等手段,分析不同钙源作用下固化效果及相应作用机理。结果表明:氯化钙与醋酸钙均可有效固化风积沙,氯化钙作用效果优于醋酸钙,而乳酸钙作为钙源时易出现渗流不畅现象、固沙效果较差。氯化钙对应的微生物成矿过程能在风积沙颗粒间产生大量方解石晶体,晶体间的有效嵌合保证了固化体具有良好的力学性能与渗透能力;醋酸钙对应的碳酸钙晶体形状不规则且颗粒较小,致使其对应试样的力学强度及渗透系数均较氯化钙作为钙源的低。 展开更多
关键词 风积沙固化 微生物诱导成矿 钙源 渗透性 力学性质
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微生物单点注浆固土胶结区的形态演变特征 预览
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作者 黄容聘 邵光辉 陈飞扬 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期158-164,共7页
微生物注浆加固地基时,胶结区的形态和特性是影响地基承载性能的核心因素。为揭示微生物注浆固土胶结区形态演变特征及其影响因素,采用立式平板试验槽开展微生物单点注浆固化砂土试验,研究不同轮次注浆过程中胶结区形态变化以及微生物... 微生物注浆加固地基时,胶结区的形态和特性是影响地基承载性能的核心因素。为揭示微生物注浆固土胶结区形态演变特征及其影响因素,采用立式平板试验槽开展微生物单点注浆固化砂土试验,研究不同轮次注浆过程中胶结区形态变化以及微生物诱导胶结矿物的分布规律。试验结果显示:菌液通过注浆孔注入砂土后,在竖直平面内发生二维渗流扩散,细菌浓度以注浆口为中心呈非对称分布,OD600等值线前锋面在水平扩展的同时,向下方偏转。水平方向上,菌液浓度OD600值受土体的反滤与吸附作用控制,在水平的扩散路径上沿程衰减,受此影响,微生物诱导产生的胶结碳酸钙含量也呈现显著的沿程衰减现象;竖直方向上,菌液浓度OD600值受细菌重力下沉与土体反滤、吸附作用共同影响,注浆口以下的衰减速度明显低于注浆口以上。胶结液的重力下沉现象明显,使细菌诱导产生的碳酸钙分布与细菌浓度分布衰减规律不再一致,碳酸钙优先在槽底处沉积。经过多轮注浆后,稳定加固体底部的碳酸钙生成量最高,表层的碳酸钙生成量最低。受碳酸钙空间分布的影响,胶结区在无侧向边界约束时呈堆积锥体扩展,而在有侧向边界约束时呈U形叠加扩展。研究结果表明,影响胶结区形态演变的主要因素是土体对细菌的反滤与吸附作用、细菌的重力下沉、胶结液的重力下沉,这些因素也是导致微生物注浆固土胶结不均匀的内在原因。 展开更多
关键词 微生物固土技术 微生物单点注浆 胶结区 形态演变 重力下沉
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胶结液浓度对微生物注浆加固海相粉土的影响 预览
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作者 杨宇烨 赵志峰 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期143-147,共5页
利用微生物诱导碳酸钙沉积来胶结加固土体是当前岩土领域的研究热点。根据已有研究,胶结液浓度对微生物注浆效果有显著影响,但目前对粉土的研究较少。以海相粉土为处理对象,通过一组室内试验来分析胶结液浓度对加固效果的影响。采用多... 利用微生物诱导碳酸钙沉积来胶结加固土体是当前岩土领域的研究热点。根据已有研究,胶结液浓度对微生物注浆效果有显著影响,但目前对粉土的研究较少。以海相粉土为处理对象,通过一组室内试验来分析胶结液浓度对加固效果的影响。采用多轮注浆的方法进行加固,即首轮注入菌液,然后根据需要注入不同轮数和浓度的胶结液。试验结果表明:在仅注入一轮胶结液时,碳酸钙沉积效率随着胶结液浓度的提高而下降,浓度为0.5 mol/L时的沉积效率最高。当注入多轮胶结液时,试样中沉积生成的碳酸钙比较均匀。随着胶结液注入轮数的增加,采用较低浓度胶结液加固的试样具有更高的碳酸钙沉积效率。在使用同等数量胶结液物质的条件下,低浓度处理后试样的无侧限抗压强度更高。因此对于用微生物注浆方法处理海相粉土,当采用多轮注入胶结液进行加固时,应选择合适的胶结液浓度。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 海相粉土 胶结液浓度 注浆效果
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钙源对微生物固化花岗岩残积土效果影响的研究
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作者 梁仕华 房采杏 +1 位作者 牛九格 曾伟华 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2019年第7期102-107,共6页
以巴氏芽孢杆菌为固化菌,研究不同含水率下,氯化钙或乙酸钙对微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化花岗岩残积土性能的影响,基于直剪和电镜扫描试验,从宏观和微观角度对固化效果进行探讨和分析。结果表明:低含水率下的内摩擦角和黏聚力高于... 以巴氏芽孢杆菌为固化菌,研究不同含水率下,氯化钙或乙酸钙对微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化花岗岩残积土性能的影响,基于直剪和电镜扫描试验,从宏观和微观角度对固化效果进行探讨和分析。结果表明:低含水率下的内摩擦角和黏聚力高于高含水率下的内摩擦角和黏聚力;微生物诱导碳酸钙沉淀能有效提高花岗岩残积土的抗剪强度,改善其内摩擦角和黏聚力,且黏聚力提升幅度较内摩擦角提升幅度大;乙酸钙为钙源的固化效果比氯化钙好,含水率为30%时,乙酸钙为钙源的花岗岩残积土经MICP固化后与相同含水率下未固化的花岗岩残积土相比内摩擦角提高了34%,黏聚力提升了399%;经电镜扫描和能谱仪分析表明:MICP固化生成的碳酸钙沉淀对土颗粒起到了胶结作用,提高了花岗岩残积土的抗剪强度。 展开更多
关键词 微生物固化技术 花岗岩残积土 钙源 抗剪强度 电镜扫描
微生物固化砂质黏性紫色土的三轴抗剪强度与浸水抗压强度 预览
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作者 沈泰宇 李贤 +2 位作者 汪时机 许冲 薛乐 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期135-143,共9页
土颗粒间黏结力不足是导致土壤侵蚀流失的重要原因,微生物诱导方解石沉积(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术能胶结土颗粒,改善土体力学特性。该文采用巨大芽孢杆菌对砂质黏性紫色土进行固化,通过MICP试管试验、三轴... 土颗粒间黏结力不足是导致土壤侵蚀流失的重要原因,微生物诱导方解石沉积(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术能胶结土颗粒,改善土体力学特性。该文采用巨大芽孢杆菌对砂质黏性紫色土进行固化,通过MICP试管试验、三轴固结不排水剪切试验和浸水无侧限抗压强度试验,分析了胶结液中氯化钙(CaCl2)和尿素(Urea)浓度对脲酶活性的影响,研究了固化工艺(综合低压灌注和综合柔性浸泡)、固化时间和浸水冲刷时间对土体的抗剪强度、浸水无侧限抗压强度(0~32 h)等性能的影响规律。结果表明,当胶结液浓度为1 mol/L CaCl2与1~2 mol/L Urea混合时,巨大芽孢杆菌脲酶活性良好且能沉积大量碳酸钙。试样经低压灌注固化后,碳酸钙生成量和三轴抗剪强度随固化天数增加而提高,增幅越来越小,逐渐变小的渗透性导致存在固化峰值强度,其中固化9 d后试样的黏聚力和内摩擦角分别提高203.9%、21.5%(81 kPa、31.59°)。微生物固化能提高土体抗侵蚀能力,低压灌注固化7d的试样在浸水冲刷32h后,与天然试样相比其崩解率降低5.1个百分点、无侧限抗压强度提高223.7%、浸水强度损失率减小36.5个百分点。柔性浸泡方法因浆液难以渗入土体内部,固化效果明显弱于低压灌注方法。 展开更多
关键词 抗剪强度 侵蚀 微生物诱导方解石沉积 土体固化 巨大芽孢杆菌 三轴剪切试验 无侧限抗压强度试验
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砂土内微生物诱导碳酸钙结晶的检测方法研究 预览
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作者 申振龙 《人民长江》 北大核心 2018年第18期86-91,102共7页
为了寻找砂土中微生物诱导碳酸钙结晶(MICP)过程的无损检测方法,采用3种粒径的砂子和两种浓度的胶结溶液进行了砂土的胶结试验,检测了砂土流出液的流量、pH值、尿素浓度和Ca 2+浓度等化学指标变化情况,并对碳酸钙晶体的生成数量和分布... 为了寻找砂土中微生物诱导碳酸钙结晶(MICP)过程的无损检测方法,采用3种粒径的砂子和两种浓度的胶结溶液进行了砂土的胶结试验,检测了砂土流出液的流量、pH值、尿素浓度和Ca 2+浓度等化学指标变化情况,并对碳酸钙晶体的生成数量和分布进行了分析。试验结果显示:砂土流出液的流量和Ca 2+浓度能够预测MICP过程中碳酸钙晶体的生成数量,pH值和尿素浓度能够预测MICP过程中尿素的水解程度;砂土中碳酸钙晶体的生成数量与注入的Ca 2+总量呈现线性增长的关系,其线性系数可以通过砂土的粒径和胶结溶液的浓度表示,胶结后砂柱的碳酸钙分布并不均匀,小粒径的砂柱上部碳酸钙含量较高,而大粒径的砂柱下部碳酸钙含量较高。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙结晶 砂土材料 无损检测 碳酸钙晶体
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盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究
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作者 高瑜 姚德 +1 位作者 秦骁 李驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期787-794,共8页
基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。... 基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na2SO4溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na2SO4溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。 展开更多
关键词 生物岩土工程 微生物矿化岩土材料 盐蚀 冻融循环 MICP 核磁共振
纤维对微生物固化不同颗粒粒径砂土强度影响试验研究 被引量:1
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作者 梁仕华 曾伟华 +3 位作者 陈俊涛 尹应梅 罗庆姿 陈斌 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第7期27-32,共6页
针对颗粒粒径和纤维对微生物固化砂土性能的影响展开了研究,基于无侧限抗压强度试验和渗透系数、孔隙率、碳酸钙生成量的测定,从宏观角度分析颗粒粒径和纤维对微生物固化效果的影响;结合电镜扫描,从微观角度对其固化机制进行了初步探讨... 针对颗粒粒径和纤维对微生物固化砂土性能的影响展开了研究,基于无侧限抗压强度试验和渗透系数、孔隙率、碳酸钙生成量的测定,从宏观角度分析颗粒粒径和纤维对微生物固化效果的影响;结合电镜扫描,从微观角度对其固化机制进行了初步探讨。结果表明:当颗粒粒径范围为0.25-0.5 mm时,微生物固化效果更好,强度更大;当颗粒粒径在0.25-0.5 mm范围内时,纤维对试样强度有增强作用,但在颗粒粒径范围为0.08-0.25 mm、0.5-1.0 mm、1.0-2.0 mm时,试样强度下降;碳酸钙在微生物固化过程中主要起填充和连接作用,连接作用与"有效沉积钙"的比例有着明显的关系,"有效沉积钙"比例越多,砂颗粒间的联系性越强,强度越高。纤维与颗粒间的孔隙共同影响着"有效沉积钙"的生成。 展开更多
关键词 微生物固化技术 颗粒粒径 纤维 电镜扫描 无侧限抗压强度
微生物矿化风沙土强度及孔隙特性的试验研究 预览 被引量:6
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作者 李驰 刘世慧 +2 位作者 周团结 高瑜 姚德 《力学与实践》 北大核心 2017年第2期165-171,184共8页
风沙土广泛分布于沙漠地区,其颗粒细小均匀,粒间无粘聚力,易引起风蚀形成沙尘暴的尘源.自行设计实验室制备方法及工艺,通过微生物诱导碳酸钙矿化(microbialinducedcalciteprecipitation,MICP)技术固化沙漠风沙土.分析MICP矿化砂土... 风沙土广泛分布于沙漠地区,其颗粒细小均匀,粒间无粘聚力,易引起风蚀形成沙尘暴的尘源.自行设计实验室制备方法及工艺,通过微生物诱导碳酸钙矿化(microbialinducedcalciteprecipitation,MICP)技术固化沙漠风沙土.分析MICP矿化砂土试样的强度特性,以及菌液浓度,岩土基质的孔隙率及颗粒级配对MICP矿化砂土强度的影响.试验结果表明,当砂土试样的矿化时间为7天,菌液浓度OD600值在0.5?0.8之间,经MICP矿化后的风沙土其无侧限抗压强度平均值为0.66MPa,内摩擦角平均值为36±,对运用MICP技术矿化沙漠风沙土的可行性进行了试验验证.当岩土基质具有较大的孔隙率且级配良好时,MICP矿化过程更加充分,MICP矿化砂土试样呈现出更好的强度特性.进而,利用核磁共振技术分析MICP矿化前后砂土试样的孔隙特征,测试结果显示经MICP矿化作用后试样的孔隙发育良好,孔隙半径大多分布在301m?501m之间,半径为1001m的孔隙提供大部分孔隙体积,且矿化作用后较未矿化前砂土试样孔隙率减小约15%. 展开更多
关键词 生物岩土工程 微生物诱导矿化作用 沙漠风沙土 强度特性 核磁共振
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微生物加固土体技术研究进展 预览
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作者 李津达 《江苏建筑》 2019年第3期98-101,共4页
微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)加固土体是近年来发展起来的新兴技术。系统总结了MICP技术的作用机理、影响加固效果因素及国内外学者对MICP技术的研究与应用情况。研究表明,MICP技术具有灌浆压力小、环境友好等特点,而且能显著提高土... 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)加固土体是近年来发展起来的新兴技术。系统总结了MICP技术的作用机理、影响加固效果因素及国内外学者对MICP技术的研究与应用情况。研究表明,MICP技术具有灌浆压力小、环境友好等特点,而且能显著提高土体强度并改善砂土的孔隙结构和渗透性。针对MICP技术的研究大多局限于室内,虽然近几年其在实际工程应用有了较大的发展,但工程应用仍显不足,仍需进行深入探讨与研究。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 加固土体 影响因素 砂土 工程应用
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沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究 被引量:3
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作者 李驰 王硕 +2 位作者 王燕星 高瑜 斯日古楞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1291-1298,共8页
将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙... 将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙覆膜。研究沙漠微生物矿化覆膜的现场试验方法及工艺,对原位矿化覆膜的强度及其在沙漠环境中的长期稳定性进行跟踪检测。采用沙漠土中自行提取的葡萄球菌和传统的巴氏芽孢杆菌两种不同的微生物矿化菌种,通过现场贯入试验检测7、14、28、60、210 d后矿化覆膜沿深度发展的贯入阻力,并将覆膜厚度为2 cm处的平均贯入阻力换算成覆膜层强度,总结覆膜强度随时间的发展变化规律。现场观测结果显示,不同微生物菌种诱导生成的矿化覆膜均在试验的第4天开始形成,到第7天覆膜层具有稳定的强度和厚度,现场检测覆膜的平均厚度为2.0~2.5cm,经自源葡萄球菌诱导生成的矿化覆膜(TP1)的强度是巴氏芽孢杆菌诱导生成的矿化覆膜(TP3)强度的1.05倍。当经历冬春交替后覆膜层强度都有不同程度的降低,明显地TP3较TP1区域表面剥落更为严重,第210天检测TP3的平均厚度为0.7~1.0 cm,覆膜强度较第7天时降低19%,覆膜内碳酸钙含量较第7天检测时降低15%~30%。而TP1在第210天时的强度较第7天时强度降低仅2%。因此,微生物诱导矿化技术可以应用于沙漠原位覆膜的形成,且沙漠自源葡萄球菌经诱导生成的矿化覆膜层具有更好的强度表现和稳定性。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化技术 葡萄球菌 长期稳定性 沙漠矿化覆膜 现场试验
裂隙粗糙度对MICP充填效果的影响 预览
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作者 申帆 唐礼忠 +2 位作者 彭述权 刘芹 王凡 《山东农业大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第6期1036-1039,共4页
为了研究裂隙粗糙度对微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial induced calcite precipitation,MICP)过程的影响,本文使用含预制裂隙的类岩石试样进行MICP注浆实验,并拍照记录注浆过程,同时测量试样的波速变化及裂隙中充填的碳酸钙含量并计算... 为了研究裂隙粗糙度对微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial induced calcite precipitation,MICP)过程的影响,本文使用含预制裂隙的类岩石试样进行MICP注浆实验,并拍照记录注浆过程,同时测量试样的波速变化及裂隙中充填的碳酸钙含量并计算产率。结果表明,随着裂隙粗糙度的增大,MICP注浆过程中浆液扩散范围增大,碳酸钙充填的均匀性,波速变化和碳酸钙产率均呈先上升后下降的趋势。试样波速最高提高了8.3%,碳酸钙产率最高可达82%。试验说明,裂隙粗糙度对MICP过程会产生影响,MICP在粗糙度适中的裂隙中会产生更好的效果。 展开更多
关键词 裂隙粗糙度 微生物诱导碳酸钙沉淀 填充
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土体环境对微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的影响研究 被引量:1
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作者 赵志峰 孔繁浩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期608-614,692共8页
生物地基处理技术利用微生物诱导碳酸钙沉积来加固土体,符合环境保护和可持续发展的要求,具有良好的发展前景。目前已取得的研究成果主要是针对简单离子化学环境下的松散砂土,对不同环境下的细粒土研究的较少。以江苏东部沿海地区的... 生物地基处理技术利用微生物诱导碳酸钙沉积来加固土体,符合环境保护和可持续发展的要求,具有良好的发展前景。目前已取得的研究成果主要是针对简单离子化学环境下的松散砂土,对不同环境下的细粒土研究的较少。以江苏东部沿海地区的海相吹填粉土为研究对象,选用巴氏芽孢杆菌进行微生物注浆试验,定量分析温度、pH值、氯化盐舍量、土体中胶结阳离子含量等土中的环境因素对加固效果的影响规律。结果表明:随着温度的升高、试样中生成的碳酸钙增加,但无侧限抗压强度并不是呈现出一直提高的趋势,而是存在一个峰值。偏碱性的环境有利于巴氏芽孢杆菌的工作,但过高的pH值会影响加固效果。土中的氯化盐含量过高时会抑制细菌的活性从而对加固产生不利影响。土中的胶结阳离子含量对微生物注浆的影响很小,可忽略不计。本次试验研究结果能为现场环境下采用MICP技术加固粉土提供有效的依据。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 海相粉土 温度 PH值 氯化盐 阳离子
表面入渗法诱导碳酸钙沉积加固海相粉土研究 预览 被引量:1
14
作者 彭邦阳 赵志峰 《林业工程学报》 北大核心 2018年第5期136-141,共6页
目前利用微生物诱导碳酸钙沉积加固土体主要是采用注浆方式,处理对象主要是粒径较大的砂土。相比注浆胶结方法,表面入渗法具有操作简单、便于实施的优点,但容易受土中孔隙尺寸的限制。以海相粉土为处理对象,探讨将生物胶结同表面入渗法... 目前利用微生物诱导碳酸钙沉积加固土体主要是采用注浆方式,处理对象主要是粒径较大的砂土。相比注浆胶结方法,表面入渗法具有操作简单、便于实施的优点,但容易受土中孔隙尺寸的限制。以海相粉土为处理对象,探讨将生物胶结同表面入渗法相结合加固土体。由于粉土粒径小,为解决孔喉尺寸与微生物尺寸相容性问题,采用上清液替代菌液同胶结液交替入渗的方法加固试样。结果表明,该方法可以避免生物封堵,处理后的试样上部能形成具有水稳定性的胶结层,但加固厚度有限。为了进一步提高加固深度,采用将菌液和粉土拌和制样,然后循环入渗胶结液的方法进行加固。水稳定性和碳酸钙测试结果均表明,采用该方法的加固深度明显增加,可以在整个试样高度上形成有效胶结。通过对比试验,验证了该方法对不同尺寸试样的有效性,并发现胶结液浓度对于加固效果有直接影响。研究结果可对实际工程中采用不同方法对粉土进行生物处理提供依据。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 表面入渗 海相粉土 加固效果 影响因素
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生物修复和微生物矿化在重金属污染土壤处理中的研究进展 预览 被引量:1
15
作者 贺旭红 《科技创新与应用》 2018年第23期66-68,71共4页
随着工业化的发展,重金属对环境的污染日益严重,尤其越来越多的重金属通过各种途径被排放到环境中造成土壤污染。由于土壤中的重金属难于分离和降解,且可以通过食物链进入人体,从而对人类的生存健康造成了很大威胁。治理土壤重金属的办... 随着工业化的发展,重金属对环境的污染日益严重,尤其越来越多的重金属通过各种途径被排放到环境中造成土壤污染。由于土壤中的重金属难于分离和降解,且可以通过食物链进入人体,从而对人类的生存健康造成了很大威胁。治理土壤重金属的办法有物理法、化学法和生物法。物理化学方法往往代价昂贵,而且效果不好,容易造成二次污染,并且不适合大面积,低浓度的重金属污染。生物法中的微生物治理土壤污染是一种新兴的土壤治理方法,其中微生物矿化(MICP)是一种对环境友好的绿色治理方法,并且代价低廉。文章主要探讨了近些年来微生物矿化在土壤重金属中的应用及未来前景展望。 展开更多
关键词 生物矿化 生物修复 微生物诱导碳酸钙 重金属 土壤污染
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溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积影响因素研究 预览 被引量:3
16
作者 孔繁浩 赵志峰 《林业工程学报》 北大核心 2017年第4期146-151,共6页
现有的微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的研究对象大多是简单离子化学环境下的松散砂土,而实际工程中往往需要面对各种不同环境下形成的土体。以江苏东部沿海地区海相吹填粉土的化学环境为依托,选用巴氏芽孢杆菌进行溶液环境下微生物... 现有的微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的研究对象大多是简单离子化学环境下的松散砂土,而实际工程中往往需要面对各种不同环境下形成的土体。以江苏东部沿海地区海相吹填粉土的化学环境为依托,选用巴氏芽孢杆菌进行溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积试验。通过定量分析研究了环境温度、环境pH、氯化盐、土体中胶结阳离子含量等环境因素对微生物诱导碳酸钙生成量的影响规律。结果表明,在14~36℃时碳酸钙的生成量随着温度的升高而增加,总体呈上升趋势;当溶液pH为9时,碳酸钙生成量最多,并且碱性较强的溶液(pH为10~11)比弱碱性溶液(pH为7~8)诱导生成的碳酸钙量更多;溶液里高浓度的氯化盐能够抑制碳酸钙的生成,相比而言同浓度下氯化钙比氯化钠更易抑制碳酸钙生成;原始土体中少量的两种胶结离子之间没有相互抑制的作用,当土体中胶结阳离子浓度总和一致时,碳酸钙产量基本一致。研究结果可为实际注浆时采用MICP技术加固土体提供有效的依据。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 溶液环境 温度 氯化盐 阳离子
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微生物灌浆加固土体研究进展 被引量:49
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作者 钱春香 王安辉 王欣 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1537-1548,共12页
水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化... 水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化作用在砂颗粒间快速析出方解石凝胶,改善土体的物理力学性质。系统总结了国内外关于微生物灌浆加固土体的室内及现场试验研究,同时对固化土体的工程特性、原位无损测试方法以及灌浆效果的影响因素等进行了论述。研究表明,微生物灌浆技术具有施工扰动小、灌浆压力低、环境友好等优势,并可显著提高土体的强度、刚度及抗液化性能,在土体加固领域有着非常广阔的应用前景,但关于微生物固化土体的耐久性以及灌浆的经济性等问题仍需进行深入的探讨与研究。 展开更多
关键词 土体加固 微生物诱导方解石沉积(MICP) 生物胶结 微生物灌浆 砂土
微生物处理砂土不排水循环三轴剪切CFD-DEM模拟
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作者 蒋明镜 孙若晗 +2 位作者 李涛 杨涛 谭亚飞鸥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期20-28,共9页
微生物诱导碳酸钙沉积是一种新型的地基处理技术,处理后的土体可以看成一种结构性土。首先,在已有三维含颗粒抗转动和抗扭转模型及三维胶结破坏准则的基础上,通过考虑颗粒碰撞接触过程中颗粒本身的塑性变形及率相关性的接触黏滞阻尼,建... 微生物诱导碳酸钙沉积是一种新型的地基处理技术,处理后的土体可以看成一种结构性土。首先,在已有三维含颗粒抗转动和抗扭转模型及三维胶结破坏准则的基础上,通过考虑颗粒碰撞接触过程中颗粒本身的塑性变形及率相关性的接触黏滞阻尼,建立考虑循环荷载作用下的三维胶结模型;然后,参考已有研究,建立了反硝化反应在加固砂土中的时效性关系。并引入CFD-DEM耦合程序,用以模拟分析不同胶结含量以及不同气泡含量下,微生物处理砂土在固结不排水循环剪切试验中的力学特性;最后,从宏微观角度分析生物胶结与生物气泡对砂土抗液化性能的影响及其作用机理。研究表明,胶结和气泡共同存在对抗液化能力的提升并没有起到"1+1=2"的效果;胶结的存在提高了非饱和砂土的抗液化能力,明显抑制孔压比和轴向应变的发展,力学配位数得到了提升;而气泡的存在却降低了胶结砂土的抗液化能力,使得胶结砂土达到初始液化的振次减少,轴向应变向受拉方向大幅增长,力学配位数下降明显。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 CFD-DEM耦合 不排水循环三轴剪切 地基液化 离散单元法
微生物加固岛礁地基现场试验研究 预览
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作者 刘汉龙 马国梁 +2 位作者 肖杨 丁选明 方祥位 《地基处理》 2019年第1期26-31,共6页
人工吹填岛礁是我国南海开发的重要战略工程,但是吹填岛礁地基不能直接用于工程建设,必须对岛礁地基进行加固处理。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是近年来提出的一种新型加固技术,可以用于提高砂土强度并降低砂土渗透性能。本文开展... 人工吹填岛礁是我国南海开发的重要战略工程,但是吹填岛礁地基不能直接用于工程建设,必须对岛礁地基进行加固处理。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是近年来提出的一种新型加固技术,可以用于提高砂土强度并降低砂土渗透性能。本文开展了人工吹填岛礁钙质砂地基现场微生物加固试验研究,结果表明经过3?4次微生物加固处理后,开始检测到地基表面强度提升;经过9次微生物加固处理后,地基表面强度大于10 MPa,最高可达20 MPa,地基加固深度达70 cm,无侧限抗压强度最高可达821 kPa。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀技术 人工吹填岛礁 钙质砂地基 强度
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微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素
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作者 尹黎阳 唐朝生 +3 位作者 谢约翰 吕超 蒋宁俊 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2525-2546,共22页
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... 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。 展开更多
关键词 微生物矿化作用 影响因素 菌种 浓度 温度 pH值 胶结液 土的性质 灌浆
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