MICP加固砂土方法对比研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术是新兴的岩土工程绿色加固技术,在散粒土加固方面具有良好的应用前景。MICP加固砂土的均匀性和力学表现是目前存在的重要问题,为优化MICP加固方法,改善加固后砂土的综合表现,开展MICP加固砂土方法对比试验研究。详细介绍了传统两相法、pH法及温控法MICP加固方案,利用传统两相法、pH法及温控法开展砂柱试样的MICP加固试验,从加固试样的碳酸钙分布均匀性、反应液中钙离子利用率及加固试样的无侧限抗压强度等3个方面对比分析3种MICP加固方法的综合表现。结果表明：在试验条件下,传统两相法在3方面均表现最差;pH法和温控法整体表现较好,其中温控法反应液利用率较高,在高加固程度时强度略高,综合表现最优。     

EICP-木质素联合固化粉土的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)是通过在土壤颗粒接触处和土壤颗粒表面生成碳酸钙沉淀来改善土壤岩土工程性质的一种方法,目前对MICP 的研究众多.近几年来,酶诱导碳酸钙沉淀技术(Enzyme Induced Carbonate Pre...     

微生物加固钙质砂环剪试验研究

对取自南海岛礁的钙质砂进行固化处理,通过环剪试验研究微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）胶结钙质砂的抗剪强度特性,并考虑菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间、竖向应力以及海水环境等因素的影响. 结果表明：MICP方法可以有效提高钙质砂的抗剪强度. 当加固液浓度为0.5 mol/L时,加固后试样的抗剪强度达到最大值,约为未加固试样的3倍,并表现出显著的应变软化现象. 提高菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间均可改善微生物加固效果,减小残余强度与峰值强度的比值,使试样的应变软化现象越来越明显. 海水环境虽对MICP加固过程有抑制作用,但在此环境下采用MICP方法仍能有效提升钙质砂地基的抗剪强度.     

生蚝壳作为微生物固化砂土钙源的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP）是一种新兴的环保地基加固技术,使用该技术需消耗大量化学分析级试剂,如尿素、钙盐等,对环境等造成一定的不良影响。基于利用废弃资源的理念,选取厨余垃圾生蚝壳作为MICP固化砂土钙源,并与用硝酸钙、氯化钙作为钙源进行对比。通过无侧限抗压强度试验、渗透试验、碳酸钙质量分数测试、干密度试验和扫描电镜试验（SEM）等探讨该方法的可行性。试验结果表明,以生蚝壳为钙源的MICP固化砂柱的平均孔径最大,但其表观孔隙率最低,无侧限抗压强度、渗透系数、碳酸钙质量分数、干密度等物理力学指标均优于化学钙。SEM试验结果显示,不同钙源固化砂柱砂颗粒表面均有碳酸钙沉淀生成,生蚝壳钙源获得的碳酸钙沉淀晶体形态是表面比较粗糙,伴有微小孔隙的球体形态;硝酸钙获得的碳酸钙沉淀是介于球状和棱柱体之间的多棱角的簇状;氯化钙获得的碳酸钙沉淀呈现颗粒相互交错堆积的簇状。     

不同活性炭含量下MICP加固钙质砂的物理力学特性研究

MICP是利用微生物诱导CaCO₃沉淀的一项新型环保的地基处理技术,可以改善砂土的力学特性.目前,对MICP过程中细菌保留能力的相关研究相对较少,活性炭是一种具有吸附性的多孔结构物,利用活性炭的吸附性,可以增加细菌在试样中的滞留能力.基于活性炭的吸附作用,利用无侧限抗压强度试验、渗透试验及SEM电镜扫描研究了活性炭含量对MICP加固钙质砂的力学性能的影响.试验结果表明,在钙质砂中加入活性炭能够提高微生物诱导CaCO₃沉淀的产量,对其无侧限抗压强度和渗透特性均有所改善,最佳活性炭掺量为0.75%,这也说明了在钙质砂中加入活性炭能够解决MICP加固过程中细菌滞留不足的问题,为后续提高细菌滞留率的研究提供了可靠的试验依据.     

基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良

采用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力. 利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价. 通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜（SEM）分析土样的微观结构特征. 结果表明：1）素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2）崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标. MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3）MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4）微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制.     

海水环境下MICP胶结钙质砂干湿循环试验研究

为了探究微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）在海水环境中胶结钙质砂的适用性与MICP胶结体的耐干湿循环性能,分别在海水与淡水环境中试验MICP胶结钙质砂,并在海水环境中对MICP胶结的钙质砂进行干湿循环.基于能谱分析（EDS）与X射线衍射（XRD）分析胶结体元素与矿物组成.通过无侧限抗压强度试验、称重,构建胶结体的力学性质、质量损失与干湿循环的关系,利用扫描电子显微镜（SEM）分析干湿循环弱化机制.结果表明：海水环境中MICP对钙质砂的胶结效果优于淡水环境;海水环境中MICP胶结的钙质砂体具有比淡水环境中胶结的钙质砂更高的耐干湿循环性能,21次干湿循环后,海水、淡水环境胶结试样的无侧限抗压强度分别下降至原样的30%和7.53%;干湿循环减弱了颗粒表面粗糙度与粒间胶结强度,宏观上表现为MICP胶结的钙质砂体的强度、刚度的降低.     

反硝化微生物固化砂土的试验研究

利用反硝化微生物,开展微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)灌浆固化砂土的试验,测定固化前后试样中碳酸钙含量,并通过无侧限抗压强度试验、直剪试验和渗透试验,综合评价反硝化微生物MICP对砂土的固化效果。研究结果表明:反硝化微生物的MICP对砂土固化具有较好效果,通过灌浆试验后的砂土试样,其强度指标、渗透参数和土体的塑性均有所提高;钙离子浓度为0.25mol/L、配比为1∶2∶2的胶结液对砂土的固化效果最佳,处理后的砂土试样无侧限抗压强度提高了39.2%、抗剪强度提高了53.71%、渗透系数降低了1个数量级;在钙离子浓度相同的胶结液中,提升氮源浓度可有效提升强度参数;在氮源浓度相同的胶结液中,提升钙离子浓度可有效提升强度参数,对试样的渗透性无明显影响。     

微生物固化砂土强度增长机理及影响因素试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但其固化效果易受诸多因素影响。基于不同胶结水平微生物固化砂土试样,开展固结排水三轴剪切试验和扫描电镜测试,探讨了MICP技术的固化效果及其相关机理;在此基础上,研究了胶结液浓度、砂土初始密实度、胶结液浓度配比等因素对微生物固化砂土抗剪强度的影响。结果表明：随着胶结水平的提高,微生物固化砂土试样强度提高,试样的脆性也越显著。微生物固化砂土强度的增长主要源于碳酸钙晶体对土体黏聚强度的提高。微生物固化砂土的强度主要包括土骨架强度和碳酸钙晶体胶结强度两部分,前者受土体性质及相关参数影响,后者主要取决于碳酸钙晶体的含量。采用合适的砂土初始密实度,适当提高胶结液浓度以及胶结液中尿素的浓度占比,均可提高微生物固化砂土试样的胶结强度。     

MICP胶结钙质砂的强度试验及强度离散性研究

对钙质砂进行微生物固化可以显著改善其强度等力学特性,但不可避免地会出现强度离散的现象。为控制微生物固化钙质砂强度离散性,以更好应用于工程实际,本文对3种粒径级配的钙质砂进行微生物固化,并基于无侧限抗压强度试验、比重测试、碳酸钙含量测定,探讨颗粒粒径、胶结水平对微生物固化钙质砂相关物理指标、强度以及强度离散性的影响;同时开展扫描电镜（SEM）测试,进一步分析微生物固化钙质砂表面细观结构,探讨强度增长的内在机理,分析影响强度离散的主要因素。结果表明：微生物固化钙质砂的强度及其离散性均随胶结水平的提高而提高;MICP胶结产生的碳酸钙晶体“包裹”钙质砂颗粒的现象不利于强度的高效形成;微生物固化钙质砂的强度离散性主要由钙质砂土骨架差异性以及碳酸钙分布均匀性决定。     

高速公路路基强夯加固机制分析

为探讨强夯对软土路基的加固效果,选取宿新高速公路典型地质条件路段,应用强夯置换法处理软土地基,在试验段确定3个试验点分别针对无碎石垫层、20 cm碎石垫层和40 cm碎石垫层3种工况进行试验,对试验过程中孔隙水压力的消散进行观测,得出超孔隙水压力随夯击能累计而增加,同时伴随消散而减少,使得峰值出现时间的早晚与夯点夯击顺序密切相关;对试验前后土体力学参数进行定量分析,发现垫层较厚的场地,随着孔隙水压力消散结束,在强夯试验结束一段时间后,土体颗粒间紧密接触,新吸附水逐渐固定,土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增加。分析结果表明,强夯虽破坏了土体原有结构,但总体上提升了土体强度,加固效果明显。     

高速公路路基拓宽中的软土地基处理技术

随着当前交通量的迅速增长,高速公路面临着扩建加宽的问题,尤其是对于软土地的地基,高速公路路基的加宽更需要考虑路基的沉降差以及路基的整体稳定.先对软基处理技术和拓宽理论进行相关的概述,再对当前我国高速公路扩建加宽的现状与问题进行了相关的分析,最后再从已建老路基沉降的观测、新路基复合地基的处理方法以及提高路基整体性与抗裂能力等几方面来对软基上路基拓宽的关键技术进行了相关的分析,希望对我国软土地基上高速公路路基扩建加宽技术的建设能有一定的指导与借鉴意义.     

糯米浆改良戚城遗址仿遗址土强度特性与作用机理

戚城遗址本体土质为粉质黏土,存在结构松散、强度低、毛细作用强烈及水稳定性差等不利特性,如何改善修复遗址土的性能令人关注.选用糯米浆、石英砂、氧化铝、氟化钙作为外加材料,对戚城遗址粉质黏土进行改良,制备仿遗址土.研究0％、1％、3％、5％、7％、9％糯米浆浓度下仿遗址土的力学性能、显微结构及色差变化.结果 表明:随着糯米...     

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明：掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。     

有限元强度折减法在边坡稳定分析中的应用

为研究渠河河堤跨河大桥桩基工程对河堤稳定性的影响,采用有限元方法对河堤边坡加固方案及施工过程进行稳定性计算分析。对渠河大桥处渠堤断面图进行概化,构建二维平面应变有限元计算模型;利用有限元强度折减法,借助PLAXIS软件实现对设计坝体加宽和桩基桩孔施工情况下边坡的稳定性分析。计算结果表明,当坝坡坡度调整为1.00∶3.00时,最小稳定安全系数达到1.179,满足规范要求值1.150;桩孔开挖过程中,边坡稳定安全系数均大于1.150,坝坡稳定性可以得到保证,但是桩孔孔壁存在渗透变形和塑性变形的安全隐患,需采取防护措施。     

高压旋喷桩在斜坡软弱地基处理中的应用

针对边坡饱和软土的特殊工程地质条件，对旋喷桩加固处理边坡软土地基进行探讨。进行了水泥土配方和室内外水泥土立方体强度试验分析，并结合原位试验探讨了旋喷桩、复合地基承载力和沉降的分析计算方法。旋喷桩桩端嵌入稳定层并在可能滑动面区域采用复喷，可有效地提高复合地基抗剪强度和边坡稳定性，同时可提高复合地基承载力，减少复合地基沉降。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

Numerical analysis on thermal regime of wide embankment in permafrost regions of Qinghai−Tibet Plateau

This study investigated the temperature field and thawing depth of wide embankment for expressway in permafrost regions based on numerical analysis by using finite element method(FEM).According to specific embankment section of Qinghai-Tibet highway,computational region for numerical analysis was defined.And numerical model was developed through FEM software named as ABAQUS and was verified by field observed data.The effects by width and height of embankment on the thermal regime of computational region were analyzed based on FEM modeling.Numerical analysis showed that embankment construction has serious disturbance on the thermal stability of ground permafrost showing as annual average ground temperature and the maximum thawing depth keeps increasing with service time increasing.And larger embankment width leads to poorer thermal stability and more serious uneven temperature field of embankment.Raising embankment height can improve the thermal stability; however,the improvement is restricted for wide embankment and it cannot change the degradation trend of thermal stability with service life increasing.Thus,to construct expressway with wide embankment in permafrost regions of Qinghai-Tibet Plateau,effective measures need to be considered to improve the thermal stability of underlying permafrost.     

微生物固化花岗岩残积土耐崩解性能及抗冲刷性能研究

采用喷洒方式对花岗岩残积土进行表面处理并进行耐崩解试验和抗冲刷模型试验.结合扫描电镜观测和颗粒粒度分析等微观测试技术,研究了喷洒式微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially?Induced?Calcium?Carbonate?Precipitation?,MICP)表面处理对花岗岩残积土的耐崩解性和抗冲刷性的改善效果...