1. 研究目的与意义
随着人口的急剧增加和城市化进程的加快,国内外对土木基础设施的需求量空前增长,尤其在我国,城市基础设施建设面临着严重的供给不足问题。而在土木工程建设过程中,不可避免地会遇到一些不能满足工程需求的不良土体,此时必须对土体进行加固处理。目前,大部分地基加固方法是利用机械能或人造材料对土体进行物理化学加固,而在机械施工及材料生产过程中均需要消耗大量的能源。其中,基于水泥、石灰或化学浆材的灌浆技术是一种极为常用的地基加固方法,它是将浆液灌入土体的孔隙或者与土体强制搅拌混合,从而达到增强土体强度,降低其渗透性的目的。
综上所述,我们要更深入的去研究黏粒对粉土micp固化效果影响的问题。此问题的研究,可以改善我们在工程中的很多问题,有很深刻的研究意义。
(1)在工程中,生物填充和生物胶结是很重要的土体改性方式,可以用于进行松软场地的地基处理,在大规模现场应用中,适宜选择兼性厌氧型或微量需微生物。
2. 国内外研究现状分析
澳大利亚默多克大学的Whiffin博士率先提出采用微生物沉淀碳酸钙技术胶结松散砂颗粒,以提高砂土的强度和刚度等宏观力学性质。Mitchell等明确提出了微生物改性岩土体的广泛应用价值及潜力。与此同时,美国国家科学研究委员会CNRC将微生物岩土工程技术确立为21世纪的一项重要研究课题。随后在国外掀起了研究MICP加固土体的热潮,并发展了一种新型的原位灌浆技术------MICP灌浆技术,即通过向原位砂土中灌注菌液以及胶结溶液,使微生物诱导形成的碳酸钙沉积在砂土颗粒间,从而将松散砂颗粒胶结起来,使砂土地基得到加固。过去十多年,国内外研究机构对MICP灌浆加固松散砂土开展了大量的室内试验研究和尝试性的现场应用研究。现有研究结果表明,MICP灌浆技术能有效提高砂土的强度、刚度、抗液化及抗侵蚀性能等,且微生物灌浆材料为溶液或悬浊液,与传统胶凝材料相比,具有茹性低、流动性好、渗透性强、反应速率和胶结强度可调控、环境污染少等优势,属于低能耗、低排放材料。通过微生物灌浆胶结砂土的室内试验研究,使寻其改性与加固现场软弱土体成为可能。2010年荷兰代尔夫特理工大学首次将MICP灌浆技术应用于现场砂砾土稳固工程中,即利用微生物灌浆加固地下砂砾土层来稳定水平定向钻孔。该工程灌浆加固深度为地面以下3至20 m,待加固的砂砾土体积约为100 m3沿钻孔路径布置灌注井和抽注井,其中抽取井对称设置于灌注井两侧,首先通过灌注井依次注入约200 m3菌液以及300600 m3胶结溶液,浆液沿渗流方向传输至抽取井附近,然后抽取出含有高浓度NH4C1的地下水进行污水处理。加固结束后砂砾胶结体中方解石含量高达6%,并且在进行水平定向钻孔和天然气管道铺设时,砂砾层一直保持着稳定状态,没有发生坍塌事故,微生物灌浆的首次现场应用取得了很好的试验效果。尽管如此,目前关于MICP加固土体的研究还主要局限于室内试验,大规模工程应用实例还很少,微生物灌浆施工经验明显不足,因此有必要进一步开展大尺度灌浆模型试验以及现场应用试验,总结软弱地基中MICP灌浆技术的实践经验,以推动该技术在岩土加固领域中的广泛应用。
3. 研究的基本内容与计划
本课题通过查阅相关资料,分析黏粒对粉土micp固化效果影响,重点研究固化黏土,粉土等细粒土存在强度不高,效果比固砂差的问题。
时间安排:
1~4周:查阅资料,撰写综述,论文开题;
4. 研究创新点
本课题结合现今固化土的发展趋势,通过查阅相关资料和现场试验,分析黏粒对粉土MICP固化效果影响,重点研究固化黏土,粉土等细粒土存在强度不高,效果比固砂差的问题。通过研究吹填粉土的基本特性,黏粒对菌的吸附性影响,黏粒对微生物固化吹填粉土的强度的影响这几个方面,来得出结论和展望。通过试验,对微生物固化吹填粉土的强度及内因进行分析,从而研究出黏粒对粉土MICP固化效果影响,为以后的工程打下基础,为以后的研究取得进步。
