海水环境下MICP加固珊瑚砂试验

在模拟海水环境中使用尿素水解菌ATCC11859(巴斯德芽孢杆菌)进行微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)水溶液试验和浸泡法加固珊瑚砂砂柱试验,研究海水环境对微生物诱导碳酸钙沉积的加固效果。水溶液试验表明,海水环境会抑制MICP过程中碳酸钙的最终生成量;浸泡法试验进一步表明,试样在加固相同时间时,海水环境下加固试样的无侧限抗压强度低于淡水环境下加固的试样;随着时间的增长,砂柱试样在海水环境下的无侧限抗压强度不断增加。     

岳城水库主坝渗流安全隐患处理

岳城水库大坝基础为红土砂卵石基础,是主坝右岸坝段坝基渗漏的主要通道.为保证大坝安全稳定运行,对主坝进行除险加固,基础防渗处理工程在平行坝轴线和垂直坝轴线的防渗段全线采用帷幕灌浆形式,结合工程实际情况进行了现场试验并完成了砂砾石地基防渗灌浆的施工,灌浆材料为粘土水泥浆.经工程检验,防渗灌浆实施后提高了坝体防渗效果,稳定了...     

微生物浆液加固砂土外加剂的初步试验研究

为提高微生物浆液固砂效果、减少固砂灌浆次数及烘干时间,基于晶格能机理尝试性提出A、B、C三种微生物浆液外加剂,并进行了外加剂对微生物浆液活性影响及外加剂对微生物浆液固砂效果影响试验。试验得出:培养过程中添加外加剂会导致菌种活性降低80%以上,不利于菌种生长;采用外加剂加入钙液的灌注方式,砂砾更易胶结固化,砂砾体渗透系数降低范围为20%～96%;可见外加剂B加入钙液灌注,单次灌浆且不烘干条件下,砂砾体渗透系数可降低到4.65×10-4,抗压强度可达到12.3 MPa。外加剂B具有提高微生物浆液加固砂土效果的作用,该外加剂有利于微生物浆液固砂技术的推广及应用。     

基于原生微生物MICP的土体加固试验研究

为研究原生微生物加固砂土的影响因素,进行了室内胶结试验。采用不同灌注方式和不同配比的溶液,对试样中原生脲酶微生物进行激活,待微生物分解尿素能力达到阈值后,鉴定试样中微生物种属并对其进行系统发育分析,然后开展微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结试验。通过微生物浓度、尿素浓度来监测试样的生物化学变化,根据无侧限抗压强度(UCS)和扫描电子显微镜成像(SEM)来评估试样加固效果。试验结果表明:加固效果与胶结液的灌注方式、有机质浓度、尿素浓度关系密切,双向交替灌注有利于改善试样胶结的均匀程度,较高浓度的有机质(酵母提取物)对土体中微生物多样性产生不利影响,激活和胶结效果较差;使用0.35 mol/L尿素的试样残余尿素浓度较高,而使用0.20 mol/L尿素的试样中,尿素残余较少;此次研究中,采用双向交替灌注、1.0 g/L酵母提取物、0.20 mol/L尿素处理的试样,生成的碳酸钙晶体连接紧密,胶结程度较好,其UCS值达1.55 MPa。研究成果表明,使用一定配比的溶液,可激活土体中的原生微生物,达到加固土体的目的。     

砂土内微生物诱导碳酸钙结晶的检测方法研究

为了寻找砂土中微生物诱导碳酸钙结晶(MICP)过程的无损检测方法,采用3种粒径的砂子和两种浓度的胶结溶液进行了砂土的胶结试验,检测了砂土流出液的流量、p H值、尿素浓度和Ca2+浓度等化学指标变化情况,并对碳酸钙晶体的生成数量和分布进行了分析。试验结果显示:砂土流出液的流量和Ca2+浓度能够预测MICP过程中碳酸钙晶体的生成数量,p H值和尿素浓度能够预测MICP过程中尿素的水解程度;砂土中碳酸钙晶体的生成数量与注入的Ca2+总量呈现线性增长的关系,其线性系数可以通过砂土的粒径和胶结溶液的浓度表示,胶结后砂柱的碳酸钙分布并不均匀,小粒径的砂柱上部碳酸钙含量较高,而大粒径的砂柱下部碳酸钙含量较高。     

基于生化原理的砂土加固技术研究进展

基于生化原理的砂土灌浆加固技术是一种新兴的地基加固技术,具有投资少、维护费用低以及 环境友好等优点,具有广泛的应用前景和显著的工程技术与经济价值。对基于生化原理的砂土加固技 术在地基处理学科中的发展趋势进行了分析,总结了不同微生物在砂土中的生化反应机理、基于生化原 理的砂土加固方法及效果评价和工程应用情况等,探讨了基于生化原理的砂土加固技术在地基处理工 程中的应用前景及亟待解决的问题。     

水库坝基防渗设计及灌浆后渗漏分析

灌浆技术是将一定比例的材料配置成浆液,对地基进行加固、防渗、改造的处理方式。首先对工程地质条件进行研究,分析坝基渗透问题。依据分析结果对前期防渗帷幕进行设计,通过增加灌浆孔进行坝基防渗处理。最后对灌浆后的坝基进行渗漏分析,利用坝基钻孔压水试验分析了灌浆后渗水情况。研究表明,进行坝基前期灌浆后,坝基渗水量虽然减少,但是透水率仍未达到控制指标,需要进行补强灌浆处理。     

某泵站渗透破坏原因分析及处理措施

以某透水砂基上的泵站渗透破坏为例，分析了该站渗透破坏产生的原因，给出了相应的防渗加固处理措施。通过对加固前后地基渗流有限元计算，分析了水位差增加及排水孔封堵对渗流规律的影响，验证了高压摆喷防渗墙在透水砂基泵站防渗处理中的可靠性，可为类似工程提供借鉴。     

云南麦子河水库除险加固防渗处理研究

云南麦子河水库大坝为修建在砂土地基上的均质土坝,大坝防渗系统存在多种病害、缺陷,大坝除险加固工程涉及新老填筑坝体、坝基、岸坡以及新老防渗体结合等诸多技术难题。根据主坝和两座副坝的地基特性、不同的结构布置与病险特点,通过多方案对比,分别采用高压喷射灌浆、深层搅拌桩加固防渗处理以及用防渗土料填筑加高副坝等不同的除险加固设计方案,达到很好的防渗效果,同时缩短了工期、有效降低了工程投资。工程除险加固完成后,在水库正常蓄水位时大坝运行情况良好。     

袖阀管注浆施工技术在砂卵石地基处理中的应用

以南水北调中线一期工程石门河渠道倒虹吸进口渐变段砂卵石地基处理为例,介绍了注浆加固砂卵石地层的袖阀管注浆法。该方法适用于砂卵石等松散地层的注浆,在被加固的地层中进行了多点、定量、均衡的注浆,注浆体在地层中均匀分布,均匀连接,大大提高了被加固地层的防渗能力和整体稳定性。通过该工程的应用,证明了袖阀管灌浆对砂卵石基础的防渗处理能够满足设计要求,且其施工工期短、施工工艺简单、应用效果好。     

MICP技术改性膨胀土试验研究

为了探究膨胀土新型改良技术,引进微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)新型环保的土体加固技术,利用巴氏芽孢八叠球菌开展MICP压力灌浆改性膨胀土室内试验,研究了胶结液浓度对膨胀土力学性能、微观结构及水理特性的影响,揭示了MICP技术改性膨胀土的作用机理,评价了MICP压力灌浆改性膨胀土试验的效果。试验结果表明:灌浆处理后试样的无侧限抗压强度最大增加了379.4%,土体刚度也有所提高;试样的膨胀性、渗透性均有明显改善,膨胀力最高可减少25.3 kPa,渗透系数最大减少3个数量级;试验改性效果随着胶结液浓度的增大而提高,但当胶结液浓度增大到一定程度后,改性效果不再显著。研究成果验证了MICP技术用于改性膨胀土的有效性和可行性。     

基于微生物成因的加固砂粒技术研究

微生物灌浆加固技术是新的地基加固方法,“巴氏芽孢杆菌”（编号ＡＴＣＣ11859）作为研究菌种, 通过生物生化过程可实现砂粒加固及防渗功能。首先以微生物活性及ＯＤ600值作为参考值,通过室内 实验得出“巴氏芽孢杆菌”的最佳培养条件为:10％的接种比例、30℃培养温度及ｐＨ＝6．24的营养液环 境;其次研究了微生物浆液的物理性质及加固粉细砂技术,得出微生物浆液可灌性好、砂粒加固强度可 达15ＭＰａ～22ＭＰａ、砂粒渗透率可由加固前的1．1×10－2ｃｍ／ｓ降低到加固后的2．19×10－5ｃｍ／ｓ。     

颗粒级配对珊瑚砂微生物固化影响研究

对不同颗粒级配的珊瑚砂试样在相同条件下进行了微生物固化试验,研究颗粒对细菌的吸附性、固化体无侧限抗压强度与渗透系数、干密度增量的关系及内部碳酸钙的微观分布,分析颗粒级配及初始孔隙比对固化效果的影响。试验结果表明:低孔隙比试样对细菌的吸附性更好,适中的孔隙比能保证砂颗粒对细菌的吸附性与渗透性达到最优平衡;固化体无侧限抗压强度在1 MPa^3 MPa范围内,应力-应变曲线均为软化型,颗粒错动与薄弱结构面导致阶段性应力峰值的出现;抗压强度随干密度增量的增加而增大,随渗透性增大而减小,孔隙比约为1的级配不良试样固化效果最好;固化后孔隙比高的级配良好试样颗粒间碳酸钙黏结较少,孔隙比低的级配不良试样颗粒表面碳酸钙包裹覆盖更好,颗粒间碳酸钙分布更连续均匀。     

底物溶液配比对微生物固化珊瑚砂的影响研究

为了确定珊瑚砂的微生物固化试验中底物溶液的最佳配比,使用5种不同尿素、氯化钙浓度配比的底物溶液对珊瑚砂进行微生物固化。通过固化过程中珊瑚砂试样的渗透性变化、固化后底物溶液成分对比和单轴压缩试验,综合分析底物溶液配比对微生物固化珊瑚砂的影响。试验表明,底物溶液中尿素与氯化钙的配比对微生物固化珊瑚砂存在一定影响,尿素与氯化钙浓度比值较低时不利于Ca~(2+)的有效利用,尿素与氯化钙的浓度比值越大,微生物固化反应越快,固化效果越好,但过快的固化反应会迅速降低珊瑚砂的渗透性,导致可固化次数减少,从而影响珊瑚砂最终的固化效果,建议底物溶液中尿素与氯化钙的浓度最佳配比为1.00∶1~1.25∶1。     

微生物加固黏土的影响因素与机理分析

为了在岩土和环境工程中更好推广应用微生物诱导碳酸钙沉淀加固技术,本文开展了微生物加固黏土的试验研究,分析了微生物加固黏土试验的主要影响因素,并通过宏观试验结合微观分析的方法研究其加固机理。试验结果表明:适宜的培养基、接种比例和培养环境(温度、pH值)有利于微生物的生长繁殖;在一定脲酶活性条件下,养护温度、养护时间、胶结液的浓度和比例均对微生物诱导碳酸钙的生成量影响显著;碳酸钙的生成量直接影响微生物加固黏土的加固效果,微生物加固黏土的无侧限抗压强度与碳酸钙生成量成正相关,其养护7d的无侧限抗压强度可提高50%以上,破坏应变可降低约70%;微生物加固黏土表面形成大量晶体,实现了土颗粒间的胶结,填充了颗粒间的孔隙,增加了黏聚力和内摩擦角,从而提高了土体强度。     

颗粒级配对微生物固化砂土力学性能的影响

土体的颗粒级配不同,其微生物固化效果也可能存在一定的差别。将颗粒粒径范围为0.074~2.000 mm的砂土分成颗粒级配良好与颗粒级配不良4组,分别测试了固化后砂样的无侧限抗压强度、渗透系数、孔隙率,碳酸钙沉淀量,从宏观角度对比了颗粒级配对微生物固化砂土的物理力学性质影响。同时,结合电镜扫描,从微观角度分析了颗粒级配对微生物固化砂土的影响机制。研究结果表明：相比于颗粒级配不良的砂土,颗粒级配良好的砂土碳酸钙沉淀量与均匀性更好,孔隙率与渗透系数更小,从而增加了试样的无侧限抗压强度。这是因为级配良好的砂土自身含有更优的粗细颗粒组,可提供更多有利于生成碳酸钙的沉积位置,生成的碳酸钙更加致密,强度更高。     

不同处理工艺下微生物对岩石裂缝加固效果影响

随着微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术在岩石裂缝修复领域研究的深入,该技术在实际工程中的应用也日渐广泛。为深入研究不同处理工艺条件、胶结液浓度对MICP技术加固岩石裂缝效果的影响,采用蠕动泵注浆和浸泡灌浆两种不同工艺对岩石裂缝加固进行室内试验,确定最优微生物加固岩石裂缝工艺。经试验得出最优的处理工艺条件参数,并在此基础上开展不同胶结液浓度（0.5、0.7和1.0 mol/L）条件下微生物浸泡灌浆加固岩石裂缝试验,进行胶结液浓度对加固效果影响的量化分析。结果表明:相同胶结液浓度条件下,蠕动泵注浆工艺和浸泡灌浆工艺加固岩石裂缝后界面抗剪强度分别为0.28和0.89 kPa,后者约为前者的3.2倍;浸泡灌浆处理工艺条件下胶结液浓度对加固后岩石试样界面抗剪强度影响显著,随着胶结液浓度的增大,加固与未加固裂缝界面黏聚力的比值呈线性增长。不同形状岩样的试验结果表明,圆柱体岩样加固后裂缝界面黏聚力增长速度要明显高于长方体岩样。