高盐环境下微生物诱导鸟粪石固化珊瑚砂技术研究
发布时间：2021-03-28 14:49
南海作为“一带一路”战略的重要节点,资源丰富具有较高经济价值,同时也是我国国防的最前哨。我国南海诸岛广泛分布珊瑚砂,生物成因的珊瑚砂具有形状不规则、强度低、内部多孔隙、易破碎等特点。南海岛礁区工程建设日益发展,传统的地基加固方式会出现设备运输成本高、污染海洋环境等缺点。使用微生物诱导鸟粪石技术,具有机理简单,易于实施,快速高效和节约成本等特点,且可缓解MICP氨污染的问题。本文针对高盐的南海岛礁环境,选取了高产脲酶的巴氏芽孢杆菌,系统分析微生物的活性、产脲酶能力及珊瑚砂固化效果及影响因素。探究不同盐度环境对细菌培养、微生物矿化、砂柱加固等环节的影响。分析细菌沉淀晶体的能力及影响因素,确定最优加固参数,研究微生物加固对珊瑚砂力学性能的影响及机理。并得出了以下结论:（1）细菌在培养基中的生长曲线分为迟缓期、对数期和稳定期三个阶段,微生物的生长受到培养溶液盐度的抑制,随着盐度的升高其生物量达到峰值状态的时间越长。在NaCl浓度为0.9mol/L培养溶液中,可观察到明显滞后的生长生长曲线。在进行微生物培养时,30℃为最佳培养温度。（2）细菌浓度越大,脲酶活性越高。脲酶活性随着尿素浓度的增大,先...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
南海珊瑚礁的分布[1]
7变形模量等的影响。成亮[68,69]采用分层注浆的方法可以较好的解决生成产物堵塞注浆通道的问题。砂柱内碳酸钙结晶分布更加均匀，使用分层注浆具有更好的注浆试验。段宇[70]通过改变固化工艺、砂样粒径、菌液浓度和胶结液浓度影响砂土固化效果，其中采用垂直渗透固化具有更好的固化效果，相同注浆条件下粒径较大的试样具有较高的强度值，不同浓度菌液、胶结液组合影响注浆次数。有许多学者以硅砂为研究对象，探索MICP固化砂土技术，目前针对珊瑚砂的微生物矿化研究相对较少，主要有方祥位[72]等对珊瑚砂开展注浆加固研究，通过多次注浆能有效提高其强度。刘汉龙等[73]通过对胶结固化后珊瑚砂试样开展动三轴试验，发现固化后的珊瑚砂动剪应力比和抵抗变形的能力得到明显提高，可显著改善珊瑚砂抗液化能力。图1.2技术路线图
12总质量的百分数，来了解土体颗粒大小分布情况。颗粒分析试验可以用来判断土的分类及大致判断土的工程性质及选料之用。图2.1珊瑚砂样品图从风干松散的土样中，用四分法取出代表性试样。试验筛分为粗筛和细筛两种，其中细筛孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.075mm。由于试验选用的珊瑚砂粒径小于2mm，无需做粗筛筛析。称取300g珊瑚砂作为试样，进行筛析试验。表2.1珊瑚砂颗粒大小分析试验记录表筛号孔径（mm）累计留筛砂质量（g）小于该孔径的砂占总砂质量百分数（%）1201002117.2994.2230.5154.0848.4940.25283.335.2750.1298.580.1760.075298.830.09取出试样，准确称量至0.1g。将试样过孔径2mm的细筛，珊瑚砂粒径小于2mm，全部试样都落入筛下。依次组装好不同孔径的细筛，安装在振筛机上，将全部过2mm筛的试样倒入细筛最上层筛，震摇15min。充分筛析后，称量留
【参考文献】：
期刊论文
[1]EDTA-2Na添加提高污泥热水解磷的回收效率和鸟粪石纯度[J]. 史可,徐志嫱,李瑶,曹琛洁. 环境科学学报. 2020(02)
[2]鸟粪石结晶法在厌氧消化液脱氮除磷中的应用进展[J]. 韩思超,高树梅,黄璐瑶,吕承谦,陶雨蒙. 上海环境科学. 2019(06)
[3]微生物诱导碳酸钙沉淀修复三合土裂缝效果研究[J]. 刘士雨,俞缙,曾伟龙,彭兴黔,蔡燕燕,涂兵雄. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[4]直剪剪切速率对钙质砂强度及变形特征的影响[J]. 柴维,龙志林,旷杜敏,陈佳敏,闫超萍. 岩土力学. 2019(S1)
[5]三合土表面微生物诱导碳酸钙沉淀耐水性试验研究[J]. 刘士雨,俞缙,韩亮,蔡燕燕,涂兵雄,周建烽. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[6]微生物拌和加固钙质砂渗透特性试验研究[J]. 马瑞男,郭红仙,程晓辉,刘景儒. 岩土力学. 2018(S2)
[7]中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探[J]. 叶剑红,曹梦,李刚. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[8]沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究[J]. 李驰,王硕,王燕星,高瑜,斯日古楞. 岩土力学. 2019(04)
[9]热泉中驱动碳循环的微生物研究进展[J]. 张艳敏,吴耿,蒋宏忱. 地球科学. 2018(S1)
[10]基于数值模拟的砂柱微生物注浆影响因素分析[J]. 陈婷婷,程晓辉,郭红仙. 土木工程学报. 2018(06)
博士论文
[1]微生物加固砂土的抗液化性能多尺度试验研究[D]. 韩智光.清华大学 2017
[2]生物成因鸟粪石的矿化机制研究[D]. 李涵.中国科学技术大学 2016
[3]微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）固化土壤实验研究[D]. 赵茜.中国地质大学（北京） 2014
[4]盐胁迫下拟南芥与盐芥显微及超微结构的比较研究[D]. 李伟.东北林业大学 2014
[5]高强微生物砂浆机理与工作性能研究[D]. 杨钻.清华大学 2013
[6]钙质砂中桩基工程承载性状研究[D]. 江浩.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[7]南沙群岛珊瑚礁工程地质特性及大型工程建设可行性研究[D]. 王新志.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[8]波浪荷载作用下饱和钙质砂动力特性的试验研究[D]. 李建国.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2005
[9]黄土剖面中微生物与有机质的古气候记录——趋磁细菌对磁化率的贡献及其特征生物标志物研究[D]. 彭先芝.中国科学院广州地球化学研究所 2000
硕士论文
[1]鸟粪石细菌矿化及其在资源和环境中的潜在应用[D]. 罗毅.中国科学技术大学 2019
[2]南海岛礁陆域高盐环境珊瑚砂微生物固化技术[D]. 余振兴.华侨大学 2019
[3]微生物浸泡砂土固化试验及细观力学模拟研究[D]. 段宇.河北工程大学 2017
[4]微生物注浆加固砂土地基的抗液化能力研究[D]. 麻强.清华大学 2013
[5]微生物成因土工材料实验及应用研究[D]. 沈吉云.清华大学 2009
[6]铜绿假单胞菌在高盐度下用于原油降解的可行性研究[D]. 姚斌.浙江大学 2007
[7]以鸟粪石形式从污水处理厂同时回收氨氮和磷的研究[D]. 陈瑶.湖南大学 2006
本文编号：3105746
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
南海珊瑚礁的分布[1]
7变形模量等的影响。成亮[68,69]采用分层注浆的方法可以较好的解决生成产物堵塞注浆通道的问题。砂柱内碳酸钙结晶分布更加均匀，使用分层注浆具有更好的注浆试验。段宇[70]通过改变固化工艺、砂样粒径、菌液浓度和胶结液浓度影响砂土固化效果，其中采用垂直渗透固化具有更好的固化效果，相同注浆条件下粒径较大的试样具有较高的强度值，不同浓度菌液、胶结液组合影响注浆次数。有许多学者以硅砂为研究对象，探索MICP固化砂土技术，目前针对珊瑚砂的微生物矿化研究相对较少，主要有方祥位[72]等对珊瑚砂开展注浆加固研究，通过多次注浆能有效提高其强度。刘汉龙等[73]通过对胶结固化后珊瑚砂试样开展动三轴试验，发现固化后的珊瑚砂动剪应力比和抵抗变形的能力得到明显提高，可显著改善珊瑚砂抗液化能力。图1.2技术路线图
12总质量的百分数，来了解土体颗粒大小分布情况。颗粒分析试验可以用来判断土的分类及大致判断土的工程性质及选料之用。图2.1珊瑚砂样品图从风干松散的土样中，用四分法取出代表性试样。试验筛分为粗筛和细筛两种，其中细筛孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.075mm。由于试验选用的珊瑚砂粒径小于2mm，无需做粗筛筛析。称取300g珊瑚砂作为试样，进行筛析试验。表2.1珊瑚砂颗粒大小分析试验记录表筛号孔径（mm）累计留筛砂质量（g）小于该孔径的砂占总砂质量百分数（%）1201002117.2994.2230.5154.0848.4940.25283.335.2750.1298.580.1760.075298.830.09取出试样，准确称量至0.1g。将试样过孔径2mm的细筛，珊瑚砂粒径小于2mm，全部试样都落入筛下。依次组装好不同孔径的细筛，安装在振筛机上，将全部过2mm筛的试样倒入细筛最上层筛，震摇15min。充分筛析后，称量留
【参考文献】：
期刊论文
[1]EDTA-2Na添加提高污泥热水解磷的回收效率和鸟粪石纯度[J]. 史可,徐志嫱,李瑶,曹琛洁. 环境科学学报. 2020(02)
[2]鸟粪石结晶法在厌氧消化液脱氮除磷中的应用进展[J]. 韩思超,高树梅,黄璐瑶,吕承谦,陶雨蒙. 上海环境科学. 2019(06)
[3]微生物诱导碳酸钙沉淀修复三合土裂缝效果研究[J]. 刘士雨,俞缙,曾伟龙,彭兴黔,蔡燕燕,涂兵雄. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[4]直剪剪切速率对钙质砂强度及变形特征的影响[J]. 柴维,龙志林,旷杜敏,陈佳敏,闫超萍. 岩土力学. 2019(S1)
[5]三合土表面微生物诱导碳酸钙沉淀耐水性试验研究[J]. 刘士雨,俞缙,韩亮,蔡燕燕,涂兵雄,周建烽. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[6]微生物拌和加固钙质砂渗透特性试验研究[J]. 马瑞男,郭红仙,程晓辉,刘景儒. 岩土力学. 2018(S2)
[7]中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探[J]. 叶剑红,曹梦,李刚. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[8]沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究[J]. 李驰,王硕,王燕星,高瑜,斯日古楞. 岩土力学. 2019(04)
[9]热泉中驱动碳循环的微生物研究进展[J]. 张艳敏,吴耿,蒋宏忱. 地球科学. 2018(S1)
[10]基于数值模拟的砂柱微生物注浆影响因素分析[J]. 陈婷婷,程晓辉,郭红仙. 土木工程学报. 2018(06)
博士论文
[1]微生物加固砂土的抗液化性能多尺度试验研究[D]. 韩智光.清华大学 2017
[2]生物成因鸟粪石的矿化机制研究[D]. 李涵.中国科学技术大学 2016
[3]微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）固化土壤实验研究[D]. 赵茜.中国地质大学（北京） 2014
[4]盐胁迫下拟南芥与盐芥显微及超微结构的比较研究[D]. 李伟.东北林业大学 2014
[5]高强微生物砂浆机理与工作性能研究[D]. 杨钻.清华大学 2013
[6]钙质砂中桩基工程承载性状研究[D]. 江浩.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[7]南沙群岛珊瑚礁工程地质特性及大型工程建设可行性研究[D]. 王新志.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[8]波浪荷载作用下饱和钙质砂动力特性的试验研究[D]. 李建国.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2005
[9]黄土剖面中微生物与有机质的古气候记录——趋磁细菌对磁化率的贡献及其特征生物标志物研究[D]. 彭先芝.中国科学院广州地球化学研究所 2000
硕士论文
[1]鸟粪石细菌矿化及其在资源和环境中的潜在应用[D]. 罗毅.中国科学技术大学 2019
[2]南海岛礁陆域高盐环境珊瑚砂微生物固化技术[D]. 余振兴.华侨大学 2019
[3]微生物浸泡砂土固化试验及细观力学模拟研究[D]. 段宇.河北工程大学 2017
[4]微生物注浆加固砂土地基的抗液化能力研究[D]. 麻强.清华大学 2013
[5]微生物成因土工材料实验及应用研究[D]. 沈吉云.清华大学 2009
[6]铜绿假单胞菌在高盐度下用于原油降解的可行性研究[D]. 姚斌.浙江大学 2007
[7]以鸟粪石形式从污水处理厂同时回收氨氮和磷的研究[D]. 陈瑶.湖南大学 2006
本文编号：3105746
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