1. 研究目的与意义
我国城市人口飞速增长,需要更多的建筑用地来满足人们的需求。而土地资源有限,在建设过程中,又会遇到许多不满足工程要求的不良土体,研究一种节能减排、可持续发展的新型环保的土壤加固技术具有重要的意义。微生物诱导碳酸钙沉积技术相比于传统的土壤加固技术,具有机理简单,容易控制,环境污染少等优点,有利于我国环境和经济的可持续性发展。尽管这一技术已经引起国内外研究者的关注,并有了多年的研究,但微生物技术仍在科研探索阶段。MICP固化土壤是一个复杂的生物化学过程,反应过程涉及诸多因素:菌液浓度、胶结液浓度、环境因素等对固化效果都有影响。本课题从微生物加固土体试验出发,选择合适的加固条件对试样进行注浆加固,测定强度和碳酸钙含量,根据不同的养护时间对比,研究养护时间对加固后试样的强度影响,确定适当的养护时间。
2. 国内外研究现状分析
赵茜进行了micp固化土壤的研究,开展了细菌催化尿素水解进行micp固化土壤效果和影响因素的研究,她从巴氏芽孢杆菌的培养,尿素水解过程的影响因素和微生物诱导碳酸钙沉积固化土壤效果影响因素三方面开展研究,得到了以下结论:对micp过程影响较明显的因素,主要有脲酶活性,尿素浓度,细菌浓度,钙离子浓度和ph值。并通过实验数据分析了上述因素和养护条件(温度和湿度)对micp固化土体的影响,得出了合适的条件参数。而且使用一种新型的全接触柔性模具,还可以大大加强土壤的加固效果和均匀性,并为固化样品提供支撑。同时利用此模具对比了巴氏芽孢杆菌和脲酶micp固化土壤的效果,发现细菌的固化效果明显比人工提取的脲酶好。
钱春香,王安辉,王欣对微生物灌注固化土壤进行了试验分析,他们通过在室内和现场实验研究,向松散砂土中灌注细菌液和胶结溶液来改善土体的力学性质。同时还进行了原位无损测试,对灌浆加固效果的影响因素进行了研究阐述,了解了固化后砂土的工程性能。并结合国内外对微生物灌浆加固技术的试验结果,得出了合理的灌注速度,胶结液浓度和灌浆的方式对胶结砂土的均匀性效果提升较大,同时砂土粒径也对加固效果起着决定性作用。并通过他们的试验结论表明微生物灌浆技术对砂土的强度、刚度和渗透性都有较高的提升。
详见文献综述
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
熟悉微生物诱导碳酸钙沉淀加固粉土试验的原理和过程,确定试验方法,在此基础上选择合适的胶结液浓度和其他试验材料,并用最佳的注浆轮数完成注浆加固试样。对完成注浆的土样进行拆样后不烘干和烘干后的强度和碳酸钙含量测定,为之后实验奠定基础。之后选择不同的养护时间,将加固好的试样放置在常温条件下进行养护,检测分析试样含水率的变化以及不同养护时间下的强度,从而探明养护时间对微生物注浆加固后试样强度的影响程度,确定出最佳的养护时间。
研究计划:
4. 研究创新点
1.探索了MICP加固海相粉土的效果,研究不同参数对微生物加固粉土的影响,有利于对MICP加固粉土开展深入研究。
2.考察了不同养护时间对加固后土样强度的影响程度,确定出合适的养护时间,为实际工程应用提供参考。
