胶结液参数对微生物加固粉土的影响

胶结液对微生物土体加固具有重要作用,以海相粉土为处理对象,选用巴氏芽孢杆菌作为微生物、尿素和氯化钙作为胶结液,研究胶结液参数对加固效果的影响.采用将菌液与粉土拌合制样,然后入渗多轮胶结液的方法对试样进行有效加固.通过试验研究了浓度、轮数、配比、体积等胶结液参数对加固效果的影响.结果 表明:当胶结液浓度不低于0.50 m...     

微生物诱导碳酸钙沉积加固海相粉土的试验研究

通过微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)来改良加固土体是当前岩土领域的研究热点,但关于处理粉土方面的研究相对较少.本文以江苏省吹填工程为背景,选用巴氏芽孢杆菌作为微生物、尿素和氯化钙作为胶结液,采用注浆的方法对海相粉土进行加固.通过试验发现,相比菌液和胶结液交替注入的方法,采用首轮注入菌液然后多轮注入胶结液的方法加固效果较好.注浆时的一个重要参数是不同轮次注入液体的间隔时间.根据不同间隔时间的对比试验,选择12h的间隔时间有利于碳酸钙在试样中的均匀沉积,处理后的试验强度较高.胶结液浓度会影响加固试样的强度,不同胶结液浓度的对比试验表明,采用低浓度多轮次的胶结液处理效果较好.最后,通过试验分析了环境温度对微生物注浆的影响.本次试验成果可以为微生物技术在海相粉土中的应用提供理论支持和参考.     

采用MICP加固不同掺砂比例粉土的试验研究

针对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)处理对象多为单一级配土体的现状，开展颗粒级配对MICP加固效果影响的试验研究.通过在粉土中掺入不同比例的标准砂来配置5种不同级配的土样.选用巴氏芽孢杆菌作为微生物，尿素和氯化钙作为胶结液来进行MICP处理.由于制样的密实程度会影响加固效果，将每种级配试样的干密度控制为5个水平.通过试验研究掺砂比例、密实水平等对加固效果的影响.结果表明：试样经过MICP处理得到了整体加固，在粉土中掺入一定比例砂土有助于提高水稳定性.掺砂比例和密实水平对CaCO₃生成量和无侧限抗压强度都有影响.在粉土中掺入适量的砂土颗粒有利于提高加固强度；但当砂土掺量过高时，对加固效果有不利影响.增加制样干密度在一定程度上有助于获得更高的强度，但加固强度并不完全取决于初始干密度或孔隙比.     

微生物注浆固化粉土的微观结构与作用机理

【目的】确定微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术注浆固化吹填粉土的强度效果,明确其微观控制因素与固土作用机理,为微生物固土技术应用于处理吹填粉土提供理论参考。【方法】通过不同注浆轮次微生物注浆固化吹填粉土,采用无侧限抗压试验、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞分析以及化学分析等方法,比较微生物注浆固化处理吹填粉土的强度、矿物成分、胶结CaCO₃含量、土体微观形貌和土体孔径分布等差异。【结果】 对吹填粉土先后恒压注入A₆₀₀=1.2的巴氏芽孢杆菌和0.1 mol/L的CaCl₂与尿素胶结溶液1～6轮后,其无侧限抗压强度较未处理土分别提高26.8%、33.0%、36.4%、39.6%、59.8%、61.8%,强度随注浆轮次的增加而增加; 微生物固化吹填粉土中的主要胶结物为方解石型CaCO₃,其在土体内部起到胶结土颗粒与填充孔隙两方面作用,微生物注浆固化粉土强度随CaCO₃含量增加而增加并存在敏感阈值,当固化粉土中的CaCO₃含量超过阈值时,固化效果会显著提升,不同粉土的阈值存在差异; 微生物注浆加固改变了吹填粉土的孔隙分布,直径10～300 μm的孔隙显著减少,对10 μm以下细小孔隙影响不大。【结论】采用微生物注浆方式固化吹填粉土是有效的。微生物注浆固化粉土的强度形成受其微观胶结结构与CaCO₃含量影响,吹填粉土的孔隙尺寸能够与巴氏芽孢杆菌的菌体尺寸相容,微生物注浆会显著减少吹填粉土中10 μm以上的孔隙。     

改良微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固粉性土力学性能

微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbially induced calcite precipitation,MICP),是近年来在国内兴起的一项多学科交叉的技术,工程技术人员将它引入到土木工程中,使得土体各项性能得以改良;黄河中下游的粉性土水稳定性差,毛细水作用大,干燥时强度高但潮湿时强度显著下降,利用MICP技术加固粉性土值得研究.以粉性土为研究对象,首先研究了不同糯米浆浓度下土样的力学性能,以最优糯米浆浓度作为改良材料对MICP技术进行改良;其次控制胶菌质量比为2∶1,研究了不同胶结液浓度下MICP技术的产碳酸钙量以及Ca2+转化率,得出MICP技术的最佳配比,结合最优糯米浆浓度形成改良MICP技术;最后研究了素土、MICP加固土、改良MICP加固土土样养护7d后的力学性能.研究表明:土样最优糯米浆浓度为3％,此时土体无侧限抗压强度与内摩擦角达到最大;MICP技术最佳配比为2:1胶菌质量比、0.5 mol/L胶结液浓度,此时产碳酸钙量最多且Ca2+转化率在80％以上,添加3％糯米浆浓度的改良MICP技术Ca2+转化率在90％以上,比MICP技术高10％;通过土的直接快剪试验和无侧限抗压强度试验,MICP加固土的黏聚力提高了约30％,内摩擦角变化不大,改良MICP加固土的黏聚力提高了约50％,内摩擦角提高了约17％.     

EICP技术固化黄泛区粉土抗压强度实验研究

为对脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术在黄泛区粉土固化中的应用提供理论指导和技术参数,论文对EICP固化黄泛区粉土的抗压强度进行实验研究.首先研究温度、pH值、氯化钙与尿素浓度比对Ca²⁺矿化率的影响;然后拌合制备土样,分析了养护条件、反应液掺量、脲酶掺入比、胶结液浓度和龄期,对固化土体无侧限抗压强度的影响;并结合SEM进行微观分析.结果表明：胶结液为中性或弱碱性时矿化率较高,从脲酶利用率和经济性的角度,氯化钙与尿素最佳浓度比宜为1∶1.5;一定范围内提高养护温度和湿度可促进固化土体强度的提升;为达到较高的土体强度,脲酶与胶结液体积比宜为2∶3.     

微生物破胞酶液用于粉质砂土固化的研究

粉粒较小的孔隙体积以及较大的比表面积限制了细菌在土体中的迁移,影响到了微生物固化技术处理粉质砂土的效果.在原有微生物固化技术的基础上进行了改良,利用超声波将细菌破碎后再进行土体的加固处理.开展了尿素水解细菌的破胞、破胞酶液的活性测定、穿透试验、粉质砂土处理试验等一系列试验.证明了破胞后溶液的脲酶活性发生了显著的提升,按照1∶3的常用体积比,破胞酶液在48 h内即可将0.5 mol/L的尿素完全反应,破胞酶液用于固化处理是可行的.对于15%粉粒含量的粉质砂土,破胞酶液相比于原细菌有着更强的穿透性和更均匀的处理效果,可以处理更深层的土体.微生物破胞酶液在粉质砂土土体改良、砂土地基防液化等方面有着广阔的应用前景.     

低液限粉土在环巢湖公路路基填筑中的应用研究

低液限粉土具有渗水性强、保水性差和碾压困难等特性.文章通过试验研究,结合环巢湖公路低液限粉土的颗粒组成、结构特性和压实特性,提出和分析了低液限粉土作为路基填料的三种处理方案的优缺点.     

公路路基高液限粉土的利用原则与处治方法

以湖南某高速公路沿线的粉土为研究对象,收集了沿线粉土的试验数据等资料,总结了其特殊的物理力学特性.该区域的粉土具有天然含水量高、强度低等不良特征,属于典型的不良路基填料;然后,以天然含水量与最优含水量的差值范围及其承载比（CBR）值为评价指标,提出了高液限粉土的利用原则与压实度控制的建议值;最后,针对高液限粉土存在的问题提出了具体的工程处治方法,为高液限粉土路基修筑提供了技术参考.     

加固土的CBR试验研究

通过砂、水泥、消石灰加固湛江高液限膨胀土，电离子土壤固化剂（Ionic Soil Sta-bilizer，简称ISS）和水泥加固广州吉山粉土质砂和砂质低液限粉土的加州承载比（Cali-fornia Bearing Ratio，简称CBR）试验，比较了几种加固土的加固效果，同时探索了ISS加固土的CBR值变化规律，并建立了其CBR值与压实度K的关系式。     

黄泛区粉砂土静力特性的试验研究

以河南开封地区粉砂土为研究对象,研究其静力特性,进行了固结试验、液塑限试验和直接剪切试验。试验结果表明,粉砂土的压缩系数为0.3 MPa-1,属中等压缩性土。粉砂土液限为15.3%,塑限为10.1%,塑性指数为5.2,属于含砂低液限粉土。粉砂土的内摩擦角为35.3°,黏聚力为7.5 kPa。并选取沙漠地区风积沙,及豫东平原区和南京地区广泛分布的黏性土为代表,与研究中黄泛区粉砂土的静力特性做比较。     

ISS加固土的微观结构及强度特征

通过化学分析、SEM电镜扫描分析、无侧限抗压强度等实验，研究了ISS加固粉土质砂和砂质低液限粉土的微观结构及其强度特征，结果表明：ISS的掺入，使土体易土压实，孔隙体积减小，密实度提高，从而提高土的强度。ISS加固土中适量掺入水泥，可以明显提高加固土的早期强度，且能生长出纤维状矿物，充填在土颗粒之间的孔隙中，使加固土强度和抗变形能力得到显著提高。     

基于最优含水率的红层泥岩微生物改良材料优化研究

在采用拌合法对红层泥岩路基垫层材料进行微生物改良处理时,一般要受到土体最优含水率的限制,改良用的菌液、胶结液等材料总量是一定的,相关材料的配比和浓度直接影响改良处理效果.基于此,论文考虑胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度等主要影响因素,以碳酸钙沉积量作为评价指标,分别设计进行了单因素试验和响应面试验,研究结果显示：在单因素试验过程中,胶菌比、胶结液浓度、菌液浓度对碳酸钙沉积量均具有明显影响,存在优化的区间范围;通过响应面试验分析确定了最优含水率下微生物最优材料配比,胶菌比4.16∶1、胶结液浓度3.21 mol/L、菌液浓度OD₆₀₀=1.78;在优化方案下,红层泥岩垫层材料微生物拌合法改良处理后,碳酸钙沉积量可达到4.77%,无侧限抗压强度达到了0.36 MPa,能较好地满足工程需求.相关研究成果可为土体的微生物改良处理提供参考.     

关于某高速公路低液限粉土路基施工技术的研究及应用

通过对某高速公路低液限粉土路基施工技术的研究,介绍并分析了低液限粉土路基的施工特性,总结了低液限粉土路基施工技术控制要点,为低液限粉土路基施工提供了重要的指导意义和实际应用价.     

高速公路路-桥过渡段台背回填区受力与变形特性

基于室内熟石灰和活性MgO粉末作为高炉粒化矿渣(granulated blast furnace slag, GGBS)的碱性激发剂加固粉土的室内试验,研究了加固粉土时熟石灰和MgO粉末作为高炉粒化矿渣碱性激发剂的最优掺和量。基于现场试验研究了熟石灰激发矿渣加固粉土作为桥梁台背回填材料时的承载性能。结果表明,掺量为15%的MgO粉末和掺量为6%的熟石灰激发矿渣加固粉土可作为桥梁台背回填材料。考虑到经济性和现场加固效果,实际工程中可采用熟石灰掺量为6%激发矿渣加固后的粉土作为桥梁台背回填材料。研究结果可为高速公路路-桥过渡段差异沉降控制控制提供参考。     

胶结液浓度对微生物固化花岗岩残积土强度特性的影响规律

在分析花岗岩残积土物理特性的基础上,选用巴氏芽孢杆菌菌液和不同浓度的氯化钙与尿素的混合胶结液,利用设计的室内试验装置对花岗岩残积土开展不同灌注次数的微生物固化试验,并对不同工况的固化试样进行无侧限抗压强度（UCS）试验、碳酸钙生成率测试和崩解试验,同时开展X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析,以此探讨胶结液浓度和灌注次数对固化后花岗岩残积土强度特性的影响规律. 结果表明：试验参数范围内,灌注次数相同时,胶结液浓度为1.0 mol/L时,试样的固化效果最好;胶结液浓度相同时,灌注次数越多,试样的固化效果越好;固化试样的崩解性大大降低,崩解系数均小于30%;微生物固化生成的方解石晶体呈现明显的簇状,填充、胶结在土颗粒之间,与砂土的微生物固化特性具有一定差异性,但两者的固化过程与机理具有相似性.     

低液限粉土的力学性能改善及试验分析

低液限粉土较一般土质粒径集中级配差,孔隙率大,毛细作用剧烈若直接用作路基填土会导致路基难以压实,强度低,水稳定性差,对路基造成极大的危害。根据相关的室内试验对低液限粉土特性进行分析,通过在低液限粉土掺入一定配比的改性加固材料如石灰、水泥、水玻璃、黏土等改善低液限粉土的物理特征,提高强度。试验证明掺入水泥和水玻璃能有效提高低液限粉土强度,水泥提高效果增幅较小,掺入小比例的水玻璃可以大幅提高粉土的强度。     

低液限粉土改性机理及加固材料研究

低液限粉土较一般土质粒径集中级配差,孔隙率大,毛细作用剧烈若直接用作路基填土会导致路基难以压实,强度低,水稳定性差,对路基造成极大的危害。根据相关的室内试验对低液限粉土特性进行分析,通过在低液限粉土掺入一定配比的改性加固材料如石灰、水泥、水玻璃、粘土等改善低液限粉土的物理特征,提高强度。试验证明掺入水泥和水玻璃能有效的提高低液限粉土强度提高,水泥提高效果较增幅小,掺入小比例的水玻璃可以大幅提高粉土的强度。     

离子土固化剂加固堤坝道路路面的路用性能

结合广东湛江地区志满水库引水渠道离子土固化剂（ISS）加固土堤坝道路路面试验工程,开展ISS加固土堤坝道路路面的路用性能研究,通过室内试验,得出ISS加固土的压实特征、强度特征和水稳定性,提出固化材料配合比设计主要根据混合料的强度及水稳性来确定的设计原则,试验得出加固现场含砂高液限粉土的加固材料最佳配合比为每立方米土中掺加0．3L ISS和6％（与干土的质量比,下同）的石灰．通过修筑试验路,总结ISS加固土路面施工组织方法和施工工艺,对比研究厂拌法和路拌法施工工序、加固效果和经济效益．研究表明：ISS加固土路面具有较好的承载能力、平整度、耐久性和水稳定性．可就地取材．施工方便．造价低．     

微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法

为了探讨微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用方法,尝试注浆管MICP加固土体,即在土体中插入不同分布密度注浆孔的注浆管,将菌液和胶结液通过注浆管注入土体中,从而形成加固体,并通过对比试验,研究注浆管MICP的加固效果。试验结果表明,经过注浆管MICP处理,能形成完整的且强度较高的固化砂柱,并且固化砂柱的强度比较均匀。