MICP加固粗颗粒盐渍土试验及机理分析

发布时间：2020-01-26 04:13

【摘要】：我国分布着面积广泛的盐渍土,对基础设施工程建设有重大影响。其中粗颗粒盐渍土以其明显的溶陷性,造成较多工程建设问题。本文创新性的利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)对人工配制粗颗粒盐渍土进行加固,并研究了加固前后试样的宏观力学性能及细观加固机理。首先,第二章确定了尿素水解作为为生物诱导碳酸钙沉淀技术主要机理,并通过正交化实验确定尿素水解MICP过程的最优化试验条件,其中包括脲酶活性、尿素浓度及钙离子浓度等因素。进一步,于第三章搭建MICP加固平台,并于第四章利用所确定得最优试验条件,对人工配制粗颗粒盐渍土进行MICP加固。接着对加固后的试件进行无侧限抗压强度试验,同时对加固前后的土样进行SEM、XRD等微观试验,并对试验结果进行整理和分析。最终,基于上述宏细观试验结果的分析,于第五章探究MICP加固粗颗粒盐渍土的机理,并改变含盐量、细颗粒含量等参数,确定其对MICP加固粗颗粒盐渍土的过程的影响。本文针对于盐分溶陷性敏感的粗颗粒盐渍土,提出不同于以往物理加固、化学加固的微生物加固方式对粗颗粒盐渍土工程力学性质进行改良。将微生物引入传统土木工程领域,不仅能在理论上大幅提升粗颗粒盐渍土的工程性能指标,而且手段成熟后,能极大的减少工程造价,并且实现粗颗粒盐渍土工程性能革新性的提升。这一思路也可以对未来工程领域的学科科研项目给予一定的指导和借鉴。
【图文】：

柔性边界,模具,试验所,加固效果

<0.25 0.25-0.5 0.5-1.0 1.1-2.0A10 39.1*80 0% 20% 20% 60% 1% 1A20 39.1*80 0% 20% 20% 60% 3% 1A30 39.1*80 0% 20% 20% 60% 5% 1A445 39.1*80 0% 20% 20% 60% 1% 1A545 39.1*80 0% 20% 20% 60% 3% 1A645 39.1*80 0% 20% 20% 60% 5% 1B145 39.1*80 20% 20% 20% 40% 5% 1B245 39.1*80 40% 20% 20% 20% 5% 1B345 39.1*80 60% 20% 20% 0% 5% 13.2.3 土样加固模具设计参考已有的科研经验，模具作为试件的边界，对试件的强度发育及加固效果有显著的影响。其中，模具采用高渗透性的柔性材料最为合适。为了保证加固效果，我们设计了如图 3-2 的柔性边界模具，，用于加固过程中盛放粗颗粒盐渍土的容器。保证其容易脱膜和透水性，我们采用双层透水材料，将其缝制为 d=39.1mm，h=80mm.的标准三轴试件尺寸。以便于进行无侧限抗压强度试验。

示意图,实验平台,实物,示意图

图 3-3 实验平台示意图及实物图根据细菌生存的最适温度及加固效果最好的温度，结合实验室温度条件定为室温（25℃）。上述粘结液环境物质组成分别包括：氯化铵-10g/L；白胨-8g/L；尿素-30 g/L；氯化钙-55.5 g/L。其主要目的是为 MICP 加固过要的钙源和细菌所需的营养物质。磁力搅拌器是为保证在加固过程中，环境内各组成物质均一分布，气泵是为了给环境提供微生物生存所需要5 土样加固流程设计土样具体的配置流程如图 3-4 所示。首先按照上述的土样制备过程将试验样进行筛分、混合、清洗及烘干，同时将菌液进行配制，以达到试验要浓度和活性；随后将菌液与土样均匀拌合，置入前述固定液中进行 MI同时进行无菌土样同环境的空白加固试验。室温条件下养护七天，取出脱模备用以进行接下来的无侧限抗压强度试验。其中需要注意的是空白所需要的土样也要按照相同的整体的流程进行制备。而后进行无侧限抗
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU448

【参考文献】