微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素

作者:尹黎阳; 唐朝生; 谢约翰; 吕超; 蒋宁俊; 施斌

摘要:基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用(MICP)的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由于微生物矿化作用涉及一系列生物化学和离子化学反应,固化过程中的反应步骤较多,因此,MICP固化效果受许多因素的制约与影响。基于大量文献资料,系统总结了细菌种类、菌液浓度、温度、pH值、胶结液配比及土的性质等关键因素对微生物改善岩土材料性能的影响,讨论了这些影响因素的优化方式和未来的研究方向,主要得到了以下几点结论:菌种类型、菌液浓度、温度、pH、胶结液性质会从微观上影响碳酸钙的晶体类型、形貌和尺寸,进而在宏观层面影响岩土体的胶结效果;菌液浓度尽可能高、温度在20~40℃间、pH值在7.0~9.5左右、胶结液浓度在1mol/L以内的因素条件对微生物加固岩土体具有较好的效果。上述范围内的低温、较高的pH值、低浓度胶结液有助于提高土体的抗渗性,而高温、较低的pH值以及中高浓度胶结液有助于提高土体的强度;MICP加固土体的有效粒径范围为10~1 000μm,相对密度越大、级配越好则加固效果越好。分步灌浆法、多浓度相灌注法及电渗灌浆法有助于提高土体固化均匀性,0.042(mol/L)/h以下的注浆速度有利于提高胶结液利用率,砂土试样的灌浆压力一般在10~30kPa之间,粉黏土试样的灌浆压力不宜超过110 kPa,过高的灌浆压力会破坏土体结构,降低固化效果。

分类:
  • 期刊
  • >
  • 自然科学与工程技术
  • >
  • 工程科技II
  • >
  • 建筑科学与工程
收录:
  • 北大期刊(中国人文社会科学期刊)
  • CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)
  • 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
  • 知网收录(中)
  • 维普收录(中)
  • 万方收录(中)
  • EI 工程索引(美)
  • CA 化学文摘(美)
  • JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)
  • 哥白尼索引(波兰)
  • 国家图书馆馆藏
  • 上海图书馆馆藏
关键词:
  • 微生物矿化作用
  • 影响因素
  • 菌种
  • 浓度
  • 温度
  • ph值
  • 胶结液
  • 土的性质
  • 灌浆

注:因版权方要求,不能公开全文,如需全文,请咨询杂志社

期刊名称:岩土力学

期刊级别:北大期刊

期刊人气:4372

杂志介绍:
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
出版地方:湖北
快捷分类:建筑
国际刊号:1000-7598
国内刊号:42-1199/O3
邮发代号:38-383
创刊时间:1979
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:2.07
综合影响因子:2.27