基于微生物矿化技术的遗址土修复试验研究 ——以开封城摞城遗址土为例
发布时间：2021-10-10 20:34
城摞城遗址是开封地区独有的土遗址风貌。在上千年的历史长河中,经过多次的黄河泛滥和战争破坏,开封城一次次湮没在层层黄土之下。由于地下水位高,遗址埋藏较深,直到1981年才被发现。然而,城摞城遗址的现状不容乐观。由于地处黄泛区,城摞城遗址以粉质粘土为主,遇水易崩解,力学性能较低。近年来,随着地下水位下降、地面下沉,城摞城遗址的地下部分受到的挤压作用加剧。而且,开封地区夏季高温多雨,气候潮湿,遗址裸露在地表的部分容易受到液态水的侵蚀,甚至会出现坍塌、崩解等不利现象,急需进行人为保护和修复。目前遗址土的保护与修复方法往往伴随着成本过高、操作不便和污染环境等弊端。近年来,微生物矿化技术凭借着环保、高效、应用面广、操作简单等优点,在应用于地基加固、土层修复等工程的同时,对土遗址的保护与修复也发挥着越来越重要的作用。本文以开封城摞城遗址土为研究对象,在黄河滩土的基础上仿制遗址土,以力学性能和水稳定性为切入点,探究MICP技术修复、改良城摞城遗址土的方法。试验内容及结果如下:1.对仿遗址土的配制方法进行研究。通过界限含水率实验和击实试验,发现开封黄河滩土的基本物理性质接近于城摞城遗址土。对遗址土和仿遗...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土遗址保护发展历程和现状
1.2.2 微生物矿化技术研究进展和现状
1.2.3 微生物矿化技术改善不同土体研究现状
1.2.4 微生物矿化技术改善水稳定性研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.4 论文的创新点
1.5 本章小结
2 城摞城遗址土仿制研究
2.1 城摞城遗址土的基本性质
2.1.1 天然含水率试验
2.1.2 天然湿密度试验
2.1.3 界限含水率试验
2.1.4 击实试验
2.1.5 XRF元素分析试验
2.2 城摞城遗址土的仿制试验
2.2.1 黄河滩土的基本性质
2.2.2 配制仿遗址土
2.3 本章小结
3 巴氏芽孢杆菌的培养与活性影响因素研究
3.1 巴氏芽孢杆菌的活化与培养
3.1.1 试验菌种
3.1.2 培养基的配制以及细菌活化培养
3.2 巴氏芽孢杆菌的生长特性
3.2.1 巴氏芽孢杆菌数量和活性的测量方法
3.2.2 巴氏芽孢杆菌数量和活性的测量结果
3.3 MICP试验影响因素的研究
3.3.1 菌胶比和胶结液浓度的影响
3.3.2 温度的影响
3.3.3 pH值的影响
3.4 本章小结
4 MICP技术提高仿遗址土力学性能研究
4.1 试样制备
4.2 试验方法研究
4.2.1 土颗粒孔隙观察试验研究
4.2.2 滴注工艺探索试验研究
4.2.3 菌液酸化矿化法试验研究
4.3 试验方案
4.4 试验过程
4.5 试验结果与分析
4.5.1 无侧限抗压试验结果与分析
4.5.2 碳酸钙生成量测定结果与分析
4.5.3 X射线衍射分析(XRD)
4.5.4 扫描电镜观察试验(SEM)
4.5.5 能谱分析(EDS)
4.6 本章小结
5 MICP技术提高仿遗址土水稳定性研究
5.1 基于MICP技术的喷洒试验
5.1.1 试验材料及试样制备
5.1.2 试验方法及过程
5.2 防水处理后土样的特征分析
5.2.1 外观特征
5.2.2 润湿特征试验研究
5.2.3 崩解特征试验研究
5.2.4 扫描电镜观察试验(SEM)
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]SEM/EDS快速检测分散在预涂层中的纳米SiO2[J]. 陈佳阳,陈耀文. 电子显微学报. 2020(02)
[2]基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究[J]. 张宽,唐朝生,刘博,张天生,程青,施斌. 工程地质学报. 2020(02)
[3]关于开封城摞城问题的再探讨[J]. 葛奇峰,袁俊杰. 商丘师范学院学报. 2019(11)
[4]微生物矿化作用对红黏土的影响研究[J]. 陈筠,施鹏超,白文胜,邬忠虎,杨恒. 中国岩溶. 2019(04)
[5]基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良[J]. 谢约翰,唐朝生,刘博,程青,尹黎阳,蒋宁俊,施斌. 浙江大学学报(工学版). 2019(08)
[6]微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究[J]. 彭劼,温智力,刘志明,孙益成,冯清鹏,何稼. 岩土工程学报. 2019(04)
[7]微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究[J]. 郑俊杰,宋杨,赖汉江,崔明娟,吴超传. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(01)
[8]干湿循环作用下泥岩颗粒料崩解试验研究[J]. 梁越,孙志伟,袁野,林加定,陈鹏飞. 防灾减灾工程学报. 2018(06)
[9]微生物矿化技术加固土研究现状综述[J]. 吴雨薇,胡俊,张皖湘,汪树成,刘文博. 路基工程. 2018(05)
[10]开封“城摞城”遗址保护的调研与思考[J]. 王慧. 党建. 2018(10)
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]明清商丘古城营建史研究[D]. 张涵.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]微生物对贵阳红黏土物理力学性质与微观结构影响研究[D]. 施鹏超.贵州大学 2019
[2]蔡国故城遗址土胀缩特性及改良研究[D]. 张焱飞.河南大学 2019
[3]有机硅憎水剂改良仿遗址土试验研究[D]. 林健.河南大学 2019
[4]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
[5]砂土介质中微生物诱导封堵技术试验研究[D]. 张贺超.清华大学 2010
本文编号：3429112
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土遗址保护发展历程和现状
1.2.2 微生物矿化技术研究进展和现状
1.2.3 微生物矿化技术改善不同土体研究现状
1.2.4 微生物矿化技术改善水稳定性研究现状
1.3 研究内容及技术路线
1.4 论文的创新点
1.5 本章小结
2 城摞城遗址土仿制研究
2.1 城摞城遗址土的基本性质
2.1.1 天然含水率试验
2.1.2 天然湿密度试验
2.1.3 界限含水率试验
2.1.4 击实试验
2.1.5 XRF元素分析试验
2.2 城摞城遗址土的仿制试验
2.2.1 黄河滩土的基本性质
2.2.2 配制仿遗址土
2.3 本章小结
3 巴氏芽孢杆菌的培养与活性影响因素研究
3.1 巴氏芽孢杆菌的活化与培养
3.1.1 试验菌种
3.1.2 培养基的配制以及细菌活化培养
3.2 巴氏芽孢杆菌的生长特性
3.2.1 巴氏芽孢杆菌数量和活性的测量方法
3.2.2 巴氏芽孢杆菌数量和活性的测量结果
3.3 MICP试验影响因素的研究
3.3.1 菌胶比和胶结液浓度的影响
3.3.2 温度的影响
3.3.3 pH值的影响
3.4 本章小结
4 MICP技术提高仿遗址土力学性能研究
4.1 试样制备
4.2 试验方法研究
4.2.1 土颗粒孔隙观察试验研究
4.2.2 滴注工艺探索试验研究
4.2.3 菌液酸化矿化法试验研究
4.3 试验方案
4.4 试验过程
4.5 试验结果与分析
4.5.1 无侧限抗压试验结果与分析
4.5.2 碳酸钙生成量测定结果与分析
4.5.3 X射线衍射分析(XRD)
4.5.4 扫描电镜观察试验(SEM)
4.5.5 能谱分析(EDS)
4.6 本章小结
5 MICP技术提高仿遗址土水稳定性研究
5.1 基于MICP技术的喷洒试验
5.1.1 试验材料及试样制备
5.1.2 试验方法及过程
5.2 防水处理后土样的特征分析
5.2.1 外观特征
5.2.2 润湿特征试验研究
5.2.3 崩解特征试验研究
5.2.4 扫描电镜观察试验(SEM)
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]SEM/EDS快速检测分散在预涂层中的纳米SiO2[J]. 陈佳阳,陈耀文. 电子显微学报. 2020(02)
[2]基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究[J]. 张宽,唐朝生,刘博,张天生,程青,施斌. 工程地质学报. 2020(02)
[3]关于开封城摞城问题的再探讨[J]. 葛奇峰,袁俊杰. 商丘师范学院学报. 2019(11)
[4]微生物矿化作用对红黏土的影响研究[J]. 陈筠,施鹏超,白文胜,邬忠虎,杨恒. 中国岩溶. 2019(04)
[5]基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良[J]. 谢约翰,唐朝生,刘博,程青,尹黎阳,蒋宁俊,施斌. 浙江大学学报(工学版). 2019(08)
[6]微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究[J]. 彭劼,温智力,刘志明,孙益成,冯清鹏,何稼. 岩土工程学报. 2019(04)
[7]微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究[J]. 郑俊杰,宋杨,赖汉江,崔明娟,吴超传. 土木与环境工程学报(中英文). 2019(01)
[8]干湿循环作用下泥岩颗粒料崩解试验研究[J]. 梁越,孙志伟,袁野,林加定,陈鹏飞. 防灾减灾工程学报. 2018(06)
[9]微生物矿化技术加固土研究现状综述[J]. 吴雨薇,胡俊,张皖湘,汪树成,刘文博. 路基工程. 2018(05)
[10]开封“城摞城”遗址保护的调研与思考[J]. 王慧. 党建. 2018(10)
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]明清商丘古城营建史研究[D]. 张涵.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]微生物对贵阳红黏土物理力学性质与微观结构影响研究[D]. 施鹏超.贵州大学 2019
[2]蔡国故城遗址土胀缩特性及改良研究[D]. 张焱飞.河南大学 2019
[3]有机硅憎水剂改良仿遗址土试验研究[D]. 林健.河南大学 2019
[4]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
[5]砂土介质中微生物诱导封堵技术试验研究[D]. 张贺超.清华大学 2010
本文编号：3429112
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