微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca~(2+)与NH_4~+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。     

微生物岩土技术的研究进展

岩土体中存在着大量的微生物,这些微生物的活动对岩土体的物理、力学性质有一定的影响。微生物岩土技术,是将微生物反应加以控制和利用,来解决岩土工程中的问题。在近十年里,微生物岩土技术逐渐成为岩土工程研究界的一个热门课题,并取得了很大的进展。从原理和应用两个角度对这一领域的研究进行归类和分析。从微生物反应原理的角度来说,微生物岩土技术所利用的微生物过程包括微生物矿化作用,微生物产气泡过程,以及微生物膜生长过程等。从实际应用的角度来说,微生物岩土技术的应用领域包括岩土体加固、防渗,砂土液化防治,土体抗侵蚀,污染土治理等。此外,还对微生物岩土技术的实施方法特点,监测和检测技术,以及环境影响进行了介绍。     

生物水泥技术应用于液化地基处理的研究进展

土壤中存在大量的微生物，这些微生物的生命活动在一定程度上影响着土体的物理力学性质，而生物水泥技术就是利用这些微生物的矿化过程来解决岩土问题。为探究生物水泥技术处理液化地基的应用前景，对近年来众多学者的研究进行了归纳和总结，发现采用该技术处理后的试样渗透性明显降低，土体强度得到较大提升，抗液化性能也发生明显改善。此外，还对该技术微生物培养过程中各类物质的选择，以及处理方法的选择进行了较为全面的总结，为其他学者进一步研究提供了参考。     

低温条件下微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)加固土体是近年来受到学术界重视的问题,但是对实际土壤温度下MICP加固土体的可行性及效果研究未见报道。利用尿素水解菌ATCC 11859,进行了微生物诱导碳酸钙沉积的试管试验及一维砂柱试验,研究了不同温度下微生物诱导生成碳酸钙的特性及对土体的加固效果。试管试验表明温度越高生成的碳酸钙越多,在不同温度下微生物诱导生成的碳酸钙晶型无显著差异,但是温度对碳酸钙的生成速率有明显影响。一维加固试验表明MICP在一般土壤温度条件下都能够有效地加固土体,但低温下MICP加固的试样强度较低,渗透系数较高。     

利用微生物技术改良泥炭土工程性质试验研究

提出利用微生物技术制备原生菌高浓度菌液,用来加快土中有机质分解速率,实现在较短时间内显著降低有机质含量、改善土的工程性质的目的。为验证其可行性,从昆明市2个场地采取了泥炭土样,研发了2套模型装置,分别模拟厌氧、好氧环境下泥炭土有机质分解过程,并测试分析了分解后泥炭土的烧失量、界限含水率及一维固结蠕变特性。试验结果表明:厌氧环境下,菌液浸泡的泥炭土生物气产量比纯水浸泡的有大幅度提高,其产气动力学特征符合修正Gompertz模型。好氧环境下,分解30 d左右时,2个场地泥炭土烧失量分别减少了10.3%和15.6%,减少量比厌氧环境下的大。界限含水率试验表明,泥炭土液限随微生物分解反应时间的增长有所降低,而塑限变化幅度不大。一维固结蠕变试验表明,有机质分解后的泥炭土次固结系数下降,分解时间越长,次固结系数下降越显著。对新技术的特点进行了分析,并对其理论及应用研究进行了展望;该技术有望发展为一项生态友好型的泥炭土地基新型处理方法,改良泥炭土有望成为微生物岩土技术一个潜在应用领域。     

仿生岩土技术的研究进展

岩土体中生存的生物使用独特的生物机制与岩土体相互作用，以完成土中运动、生长、锚固和吸收养分等功能。这些生物机制可被岩土工程借鉴和利用。仿生岩土是从形态、行为和原理上研究生物机制，将其用于发展岩土工程理论、技术和装备，用来解决岩土工程问题的新方向。近年来，仿生岩土技术逐渐成为了岩土工程界的一个引人注意的课题，并取得了一些进展。首先，介绍了仿生岩土技术的设计思路和过程以及主要研究方法。然后，总结并分析了不同生物机制在土中贯入与掘进、土与结构相互作用接触面和土中锚固系统等方面的研究现状和进展，其中典型的生物机制包括生物土中运动、蛇腹鳞摩擦各向异性和树木根系结构等。最后探讨了仿生岩土技术所面临的挑战和未来展望。