微生物产气降饱和度法处理可液化地基的机制研究
发布时间：2022-10-29 18:33
降饱和度是一种新型的可砂土液化地基处理方法。通过对可液化土层中引入少量气泡,降低土体饱和度,当可液化土层受到震动荷载时,土体中的气泡可以有效减缓超静孔隙水压力的升高趋势,从而达到提高土层抗液化能力的效果,减轻地震产生的液化震害。该方法不仅可以在新建工程中使用,还可以对既有建筑物或构造物下液化地基进行处治。微生物气泡法主要利用微生物反硝化反应生成氮气,由于其化学性质稳定且在土体中的溶解度低,因此微生物气泡法非常适合于降低可液化地基饱和度。现阶段国内外对微生物气泡法降饱和度的研究还处于探索阶段,已有成果难以指导工程实践。因此,本文依托国家自然科学基金项目《微生物产气降饱和度法处理既有建筑物下可液化地基的机制研究》（51878158）和江苏省普通高校学术学位研究生创新计划项目《微生物气泡法处理可液化砂土地基加固机理与设计理论》（KYLX150158）,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对微生物气泡降饱和度法处理可液化砂土地基的机理和应用进行研究。全文主要研究成果如下:（1）通过脱氮试验比选确定施氏假单胞菌为产气菌种,为探究利用施氏假单胞菌反硝化作用产氮气降低...
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 降饱和度处理可液化地基可行性分析
1.2.2 降饱和度处理可液化地基新技术
1.2.3 微生物气泡在岩土工程中的应用研究
1.3 存在问题与本文研究内容
1.3.1 存在问题
1.3.2 研究内容与技术路线
第二章 施氏假单胞菌的反硝化特性与降饱和度控制方法研究
2.1 微生物脱氮和产气试验方法
2.1.1 微生物及培养基
2.1.2 脱氮和产气试验
2.1.3 饱和度的计算
2.2 微生物反硝化特性与产气性能
2.2.1 微生物反硝化反应
2.2.2 培养基碳源优化
2.2.3 砂中微生物产气性能
2.3 微生物降饱和度影响因素与降饱和度控制方法
2.3.1 微生物降饱和度影响因素
2.3.2 微生物降饱和度控制方法
2.4 本章小结
第三章 含微生物气泡砂土的强度特性与抗液化性能研究
3.1 含微生物气泡砂土三轴试验方法
3.1.1 三轴试验方案
3.1.2 数据计算方法
3.2 静力作用下含微生物气泡砂土强度特性
3.2.1 三轴抗压强度特性
3.2.2 三轴抗拉强度特性
3.2.3 饱和度对静态液化特性的影响
3.3 动力作用下含微生物气泡砂土强度特性
3.3.1 三轴试验动强度曲线和动孔压
3.3.2 动弹性模量和阻尼比
3.4 微生物气泡处理可液化砂土的作用机理
3.4.1 微生物气泡对土体孔隙压缩性的影响机理[9]
3.4.2 微生物气泡对土体颗粒配位数的影响机理
3.5 基于饱和度控制理论的砂土抗液化处理指标
3.6 本章小结
第四章 含微生物气泡砂土动力响应模型试验研究
4.1 振动台模型与试验方法
4.2 含微生物气泡砂土地基动力响应分析
4.2.1 超静孔压
4.2.2 表面沉降
4.2.3 加速度放大系数
4.2.4 侧向变形
4.3 含微生物气泡砂土体应变经验公式
4.4 本章小结
第五章 微生物气泡在砂土中的长期稳定性研究
5.1 微生物气泡稳定性测试装置与方法
5.2 静水条件下微生物气泡的稳定性
5.3 渗流条件下微生物气泡的稳定性
5.3.1 渗流方向对微生物气泡稳定性的影响
5.3.2 渗流条件下气泡稳定性影响因素分析
5.4 震动条件下微生物气泡的稳定性
5.5 本章小结
第六章 微生物菌悬液在砂土中注入方式下扩散范围研究
6.1 数值模型的建立与验证
6.1.1 模型建立
6.1.2 模型验证
6.2 微生物浆液作用范围影响因素分析
6.2.1 数值模拟方案
6.2.2 浆液组分和饱和度分布规律
6.2.3 影响因素敏感性分析
6.3 本章小结
第七章 结论和展望
7.1 本文主要结论
7.2 本文创新点
7.3 不足和展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一株芽孢杆菌在低氮源浓度培养基中的生长与氨氮去除特性[J]. 黄海洪,贺莉,类延菊,张运生,龚敏慧,邹万生,杨品红. 环境科学学报. 2018(01)
[2]减饱和松砂静态液化的水-气两相流耦合分析[J]. 方志,陈育民,何森凯,何稼. 岩土力学. 2017(11)
[3]电解减饱和法处理可液化地基的现场试验研究[J]. 陈育民,何森凯,方志,江强. 岩土工程学报. 2017(05)
[4]微生物注浆固化粉土的微观结构与作用机理[J]. 邵光辉,尤婷,赵志峰,刘鹏,冯建挺. 南京林业大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]产脲酶微生物诱导钙沉淀及其工程应用研究进展[J]. 季斌,陈威,樊杰,宋宏娇,魏桃员. 南京大学学报(自然科学). 2017(01)
[6]微生物矿化碳酸钙改良土体的进展、展望与工程应用技术设计[J]. 李明东,Lin Li,张振东,李驰. 土木工程学报. 2016(10)
[7]一株荧光假单胞杆菌的分离鉴定与反硝化特性[J]. 魏荷芬,韩保安,王田野,汪顺丽,柴化建,胡子全,赵海泉. 微生物学通报. 2016(08)
[8]电解减饱和法处理可液化地基的振动台试验研究[J]. 陈育民,何森凯,吴海清,徐君. 岩土工程学报. 2016(04)
[9]低温条件下微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的试验研究[J]. 彭劼,何想,刘志明,冯清鹏,何稼. 岩土工程学报. 2016(10)
[10]微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素[J]. 韩志捷,李洁,王伟荔,华亚. 安徽农业科学. 2016(02)
博士论文
[1]高速铁路饱和粉土液化地基抗震加固试验研究[D]. 李华明.西南交通大学 2012
[2]砂土液化及其判别的微观机理研究[D]. 徐小敏.浙江大学 2012
[3]原生质体融合高效反硝化菌及其脱氮研究[D]. 桑稳姣.华中科技大学 2010
[4]油藏微生物在多孔介质中的运移过程研究[D]. 程海鹰.中国海洋大学 2006
硕士论文
[1]气泡的稳定性：从宏观尺度到纳米尺度[D]. 王硕.上海师范大学 2014
[2]大肠杆菌在土壤中的迁移特性实验研究[D]. 高琼.天津理工大学 2011
[3]非饱和砂土工程性状的细粒效应试验研究[D]. 田湖南.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[4]反硝化组合菌的筛选分析及两种新菌的鉴定[D]. 江月.华中师范大学 2004
[5]土壤水盐运移试验研究与数学模拟[D]. 吕殿青.西安理工大学 2000
本文编号：3698208
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 降饱和度处理可液化地基可行性分析
1.2.2 降饱和度处理可液化地基新技术
1.2.3 微生物气泡在岩土工程中的应用研究
1.3 存在问题与本文研究内容
1.3.1 存在问题
1.3.2 研究内容与技术路线
第二章 施氏假单胞菌的反硝化特性与降饱和度控制方法研究
2.1 微生物脱氮和产气试验方法
2.1.1 微生物及培养基
2.1.2 脱氮和产气试验
2.1.3 饱和度的计算
2.2 微生物反硝化特性与产气性能
2.2.1 微生物反硝化反应
2.2.2 培养基碳源优化
2.2.3 砂中微生物产气性能
2.3 微生物降饱和度影响因素与降饱和度控制方法
2.3.1 微生物降饱和度影响因素
2.3.2 微生物降饱和度控制方法
2.4 本章小结
第三章 含微生物气泡砂土的强度特性与抗液化性能研究
3.1 含微生物气泡砂土三轴试验方法
3.1.1 三轴试验方案
3.1.2 数据计算方法
3.2 静力作用下含微生物气泡砂土强度特性
3.2.1 三轴抗压强度特性
3.2.2 三轴抗拉强度特性
3.2.3 饱和度对静态液化特性的影响
3.3 动力作用下含微生物气泡砂土强度特性
3.3.1 三轴试验动强度曲线和动孔压
3.3.2 动弹性模量和阻尼比
3.4 微生物气泡处理可液化砂土的作用机理
3.4.1 微生物气泡对土体孔隙压缩性的影响机理[9]
3.4.2 微生物气泡对土体颗粒配位数的影响机理
3.5 基于饱和度控制理论的砂土抗液化处理指标
3.6 本章小结
第四章 含微生物气泡砂土动力响应模型试验研究
4.1 振动台模型与试验方法
4.2 含微生物气泡砂土地基动力响应分析
4.2.1 超静孔压
4.2.2 表面沉降
4.2.3 加速度放大系数
4.2.4 侧向变形
4.3 含微生物气泡砂土体应变经验公式
4.4 本章小结
第五章 微生物气泡在砂土中的长期稳定性研究
5.1 微生物气泡稳定性测试装置与方法
5.2 静水条件下微生物气泡的稳定性
5.3 渗流条件下微生物气泡的稳定性
5.3.1 渗流方向对微生物气泡稳定性的影响
5.3.2 渗流条件下气泡稳定性影响因素分析
5.4 震动条件下微生物气泡的稳定性
5.5 本章小结
第六章 微生物菌悬液在砂土中注入方式下扩散范围研究
6.1 数值模型的建立与验证
6.1.1 模型建立
6.1.2 模型验证
6.2 微生物浆液作用范围影响因素分析
6.2.1 数值模拟方案
6.2.2 浆液组分和饱和度分布规律
6.2.3 影响因素敏感性分析
6.3 本章小结
第七章 结论和展望
7.1 本文主要结论
7.2 本文创新点
7.3 不足和展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一株芽孢杆菌在低氮源浓度培养基中的生长与氨氮去除特性[J]. 黄海洪,贺莉,类延菊,张运生,龚敏慧,邹万生,杨品红. 环境科学学报. 2018(01)
[2]减饱和松砂静态液化的水-气两相流耦合分析[J]. 方志,陈育民,何森凯,何稼. 岩土力学. 2017(11)
[3]电解减饱和法处理可液化地基的现场试验研究[J]. 陈育民,何森凯,方志,江强. 岩土工程学报. 2017(05)
[4]微生物注浆固化粉土的微观结构与作用机理[J]. 邵光辉,尤婷,赵志峰,刘鹏,冯建挺. 南京林业大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]产脲酶微生物诱导钙沉淀及其工程应用研究进展[J]. 季斌,陈威,樊杰,宋宏娇,魏桃员. 南京大学学报(自然科学). 2017(01)
[6]微生物矿化碳酸钙改良土体的进展、展望与工程应用技术设计[J]. 李明东,Lin Li,张振东,李驰. 土木工程学报. 2016(10)
[7]一株荧光假单胞杆菌的分离鉴定与反硝化特性[J]. 魏荷芬,韩保安,王田野,汪顺丽,柴化建,胡子全,赵海泉. 微生物学通报. 2016(08)
[8]电解减饱和法处理可液化地基的振动台试验研究[J]. 陈育民,何森凯,吴海清,徐君. 岩土工程学报. 2016(04)
[9]低温条件下微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的试验研究[J]. 彭劼,何想,刘志明,冯清鹏,何稼. 岩土工程学报. 2016(10)
[10]微生物在多孔介质中的迁移机制及影响因素[J]. 韩志捷,李洁,王伟荔,华亚. 安徽农业科学. 2016(02)
博士论文
[1]高速铁路饱和粉土液化地基抗震加固试验研究[D]. 李华明.西南交通大学 2012
[2]砂土液化及其判别的微观机理研究[D]. 徐小敏.浙江大学 2012
[3]原生质体融合高效反硝化菌及其脱氮研究[D]. 桑稳姣.华中科技大学 2010
[4]油藏微生物在多孔介质中的运移过程研究[D]. 程海鹰.中国海洋大学 2006
硕士论文
[1]气泡的稳定性：从宏观尺度到纳米尺度[D]. 王硕.上海师范大学 2014
[2]大肠杆菌在土壤中的迁移特性实验研究[D]. 高琼.天津理工大学 2011
[3]非饱和砂土工程性状的细粒效应试验研究[D]. 田湖南.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[4]反硝化组合菌的筛选分析及两种新菌的鉴定[D]. 江月.华中师范大学 2004
[5]土壤水盐运移试验研究与数学模拟[D]. 吕殿青.西安理工大学 2000
本文编号：3698208
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3698208.html
