微生物诱导固化土工材料冻融及紫外侵蚀特性试验研究
发布时间：2021-07-12 18:13
当今社会,经济快速发展,人口急剧膨胀,土地沙漠化越来越严重,各国均在采取有效措施进行预防和治理,但是传统治理的方法不能满足如今绿色环保的时代主题,微生物诱导矿化技术作为一种新型的环境友好型技术,具有反应迅速、过程可控等特性,越来越多地被运用到土壤加固和改善,并将其引入到岩土工程领域中。本课题以微生物诱导固化风沙土在沙漠中的应用为工程背景,研究微生物诱导固化材料在沙漠这种复杂环境下的抗冻融和抗紫外特性,利用巴氏芽孢杆菌自身新陈代谢作用过程中诱导生成碳酸钙这一矿化技术,对沙漠风沙土进行矿化,提高材料的整体性和强度。本课题采用传统MICP技术和改进MICP两种技术固化的3种试件,研究这两种固化技术下在冻融循环试验下试件的外观及微观变化;研究这3种试件在紫外线照射下及紫外冻融复合侵蚀作用下试件的孔隙变化、孔径分布。试验结果表明:传统MICP技术矿化沙漠风沙土试件的无侧限抗压强度值为775kPa,破坏形式为明显的脆性破坏,为了改善此现象,试验时加入高分子材料A和黄原胶（B）,改进MICP技术固化的试件强度均比传统MICP技术的强度高,MICP-B试件的强度值为传统MICP技术的1.59倍,MIC...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国沙漠分布图
5图 1-2 微生物诱导固化土工材料冻融及紫外试验研究技术路线图 Technical roadmap for microbial induced solidification geotechnical materials freeze-thawultraviolet test
境的影响比传统的化学模式更能保持原有环境的平衡。根据参考文献[4]可知微矿化作用可分为微生物诱导矿化作用与微生物控制矿化作用：微生物诱导矿化较容易，通过微生物自身的生理活动，使得自身周围的生物化学环境变化来生化物；微生物控制矿化作用也是由微生物自身生理活动产生的，控制矿化作用个层面产生有机物矿化：空间，形态和化学，比诱导矿化作用要复杂。目前 MICP 技术使用的菌种主要有硫酸盐还原菌、黄色粘球菌、巴氏芽孢杆菌盐还原菌等，这些菌种大多是从自然界中提取分离的。本课题所用的菌种是巴氏芽孢杆菌，呈杆状（如图 2-1（a））。它是一种广泛于土壤中的具有非致病性，适应性强，在恶劣环境下能生存的好氧细菌。巴氏杆菌通过自身新陈代谢作用产生大量的酶，催化尿素的水解以产生氨根离子和根离子。由于细菌表面带负电，如果此时溶液中存在钙离子，则钙离子被细菌在表面上，并且与尿素水解形成的碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀。当反应持行时，大量的碳酸钙沉淀吸附在土颗粒周围，填充原来土颗粒间的孔隙，提高的强度和整体性(如图 2-1（b）)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究[J]. 高瑜,姚德,秦骁,李驰. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[2]一种沙漠用污泥种植块及沙漠仿真种植方法实践[J]. 卢璟豪. 山东工业技术. 2018(08)
[3]冻融循环作用下土体特性研究进展[J]. 董晓强,陈瑞锋. 太原理工大学学报. 2017(03)
[4]微生物矿化风沙土强度及孔隙特性的试验研究[J]. 李驰,刘世慧,周团结,高瑜,姚德. 力学与实践. 2017(02)
[5]微生物诱导矿化材料的耐腐蚀性能试验研究[J]. 李驰,王燕星,周团结,秦骁,李弘妍. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]Effects of Freeze–thaw Cycles on Soil Mechanical and Physical Properties in the Qinghai–Tibet Plateau[J]. XIE Sheng-bo,QU Jian-jun,LAI Yuan-ming,ZHOU Zhi-wei,XU Xiang-tian. Journal of Mountain Science. 2015(04)
[7]微生物沉积碳酸钙修复混凝土裂缝的现场试验[J]. 贾强,张鑫,侯宏涛,杨金彪. 建筑材料学报. 2013(04)
[8]固化风沙土耐水稳定性及固化机理的试验研究[J]. 李驰,于浩. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[9]紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响[J]. 刘建康,刘江南,马丽,要玉宏. 西安工业大学学报. 2008(02)
[10]黄原胶的结构、性能与应用[J]. 郭瑞,丁恩勇. 牙膏工业. 2007(02)
博士论文
[1]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
[2]模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究[D]. 王佳妮.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]巴彦高勒矿区煤矸石路用性能研究[D]. 高健.内蒙古工业大学 2018
[2]冻融循环作用下片麻岩损伤机理试验研究[D]. 袁岽洋.西安工业大学 2018
[3]基于MICP-B技术固化砂性土的试验研究[D]. 李弘妍.内蒙古工业大学 2017
[4]冻融循环条件下水泥固化/稳定铅污染土力学性能研究[D]. 汤瑞.安徽理工大学 2016
[5]微生物诱导矿化材料的耐腐蚀性能试验研究[D]. 周团结.内蒙古工业大学 2016
[6]抗紫外线温拌沥青的研制[D]. 王子立.山东建筑大学 2016
[7]基于灰色关联分析的沥青混合料紫外线老化影响因素研究[D]. 赵大勇.西安建筑科技大学 2015
[8]内蒙古西北部地区沥青混合料抗紫外线老化试验研究[D]. 李力.西安建筑科技大学 2013
[9]深土冻融特性试验及工程应用研究[D]. 蔡瑛.安徽理工大学 2007
本文编号：3280407
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国沙漠分布图
5图 1-2 微生物诱导固化土工材料冻融及紫外试验研究技术路线图 Technical roadmap for microbial induced solidification geotechnical materials freeze-thawultraviolet test
境的影响比传统的化学模式更能保持原有环境的平衡。根据参考文献[4]可知微矿化作用可分为微生物诱导矿化作用与微生物控制矿化作用：微生物诱导矿化较容易，通过微生物自身的生理活动，使得自身周围的生物化学环境变化来生化物；微生物控制矿化作用也是由微生物自身生理活动产生的，控制矿化作用个层面产生有机物矿化：空间，形态和化学，比诱导矿化作用要复杂。目前 MICP 技术使用的菌种主要有硫酸盐还原菌、黄色粘球菌、巴氏芽孢杆菌盐还原菌等，这些菌种大多是从自然界中提取分离的。本课题所用的菌种是巴氏芽孢杆菌，呈杆状（如图 2-1（a））。它是一种广泛于土壤中的具有非致病性，适应性强，在恶劣环境下能生存的好氧细菌。巴氏杆菌通过自身新陈代谢作用产生大量的酶，催化尿素的水解以产生氨根离子和根离子。由于细菌表面带负电，如果此时溶液中存在钙离子，则钙离子被细菌在表面上，并且与尿素水解形成的碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀。当反应持行时，大量的碳酸钙沉淀吸附在土颗粒周围，填充原来土颗粒间的孔隙，提高的强度和整体性(如图 2-1（b）)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究[J]. 高瑜,姚德,秦骁,李驰. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[2]一种沙漠用污泥种植块及沙漠仿真种植方法实践[J]. 卢璟豪. 山东工业技术. 2018(08)
[3]冻融循环作用下土体特性研究进展[J]. 董晓强,陈瑞锋. 太原理工大学学报. 2017(03)
[4]微生物矿化风沙土强度及孔隙特性的试验研究[J]. 李驰,刘世慧,周团结,高瑜,姚德. 力学与实践. 2017(02)
[5]微生物诱导矿化材料的耐腐蚀性能试验研究[J]. 李驰,王燕星,周团结,秦骁,李弘妍. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]Effects of Freeze–thaw Cycles on Soil Mechanical and Physical Properties in the Qinghai–Tibet Plateau[J]. XIE Sheng-bo,QU Jian-jun,LAI Yuan-ming,ZHOU Zhi-wei,XU Xiang-tian. Journal of Mountain Science. 2015(04)
[7]微生物沉积碳酸钙修复混凝土裂缝的现场试验[J]. 贾强,张鑫,侯宏涛,杨金彪. 建筑材料学报. 2013(04)
[8]固化风沙土耐水稳定性及固化机理的试验研究[J]. 李驰,于浩. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[9]紫外线照射对纯钛表面氧化膜光学特性的影响[J]. 刘建康,刘江南,马丽,要玉宏. 西安工业大学学报. 2008(02)
[10]黄原胶的结构、性能与应用[J]. 郭瑞,丁恩勇. 牙膏工业. 2007(02)
博士论文
[1]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
[2]模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究[D]. 王佳妮.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]巴彦高勒矿区煤矸石路用性能研究[D]. 高健.内蒙古工业大学 2018
[2]冻融循环作用下片麻岩损伤机理试验研究[D]. 袁岽洋.西安工业大学 2018
[3]基于MICP-B技术固化砂性土的试验研究[D]. 李弘妍.内蒙古工业大学 2017
[4]冻融循环条件下水泥固化/稳定铅污染土力学性能研究[D]. 汤瑞.安徽理工大学 2016
[5]微生物诱导矿化材料的耐腐蚀性能试验研究[D]. 周团结.内蒙古工业大学 2016
[6]抗紫外线温拌沥青的研制[D]. 王子立.山东建筑大学 2016
[7]基于灰色关联分析的沥青混合料紫外线老化影响因素研究[D]. 赵大勇.西安建筑科技大学 2015
[8]内蒙古西北部地区沥青混合料抗紫外线老化试验研究[D]. 李力.西安建筑科技大学 2013
[9]深土冻融特性试验及工程应用研究[D]. 蔡瑛.安徽理工大学 2007
本文编号：3280407
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