微生物固化纤维加筋砂质黏性紫色土试验研究

微生物诱导方解石沉积(MICP)技术是一种新型土体加固措施,大量的研究表明,土体加固强化的同时也使得土体破坏呈现明显脆性.为了改善微生物固化紫色土的脆性破坏模式,采用纤维加筋与微生物固化相结合的加固方法,将质量分数为0.4％、0.6％、0.8％的纤维与紫色土混合,然后采用巨大芽孢杆菌和钙盐溶液对土样进行不同灌浆次数的固...     

纤维加筋固化土动力特性研究进展

纤维加筋固化土技术经过几十年的发展,已经成为岩土工程中有效且具有广泛应用前景的土体加固改良技术之一。从土体加固的实际需要出发,归纳总结了现有纤维加筋固化土在动力特性方面的研究成果。探究了影响纤维加筋固化土加固效果的因素,针对目前纤维加筋固化土研究的不足提出了该领域今后的研究重点和方向,旨在不断拓展纤维加筋固化土在土体加固领域的应用范围。     

MICP-纤维协同固化砂土力学性能的研究进展

近年来有学者将MICP技术与纤维加筋技术相结合应用于岩土工程中,取得了较好的效果.文中基于前人的研究,通过数据无量纲化,归纳总结了纤维含量对MICP-纤维协同固化砂土抗压强度、抗拉强度、脆性指数和渗透系数等材料性能的影响.纤维含量在0.2％～0.3％之间时,可以最大程度提高固化体抗压强度;随着纤维含量的增加,固化体的抗...     

微生物固化橡胶颗粒改良土的力学特性研究

微生物固化能有效提高砂土的强度,而橡胶颗粒与砂土组成的橡胶颗粒土相比于纯砂而言,具有密度小、弹性变形能力强、耗能大、弹性模量低等特点,故提出微生物橡胶颗粒改良土的方法。通过无侧限抗压强度试验,得到微生物橡胶颗粒改良土的强度特性,并分析了橡胶颗粒含量对微生物诱导碳酸钙沉淀技术的影响,基于共振柱试验,重点对比研究橡胶含量、围压对混合土动剪切模量和等效阻尼比的影响。结果表明:当橡胶含量在一定范围(3%左右)内,能够提高混合土的无侧限抗压强度。围压和橡胶颗粒的含量是影响掺橡胶固化钙质砂试样动剪切模量和阻尼比的主要因素;相同配比下,围压越高,动剪切模量越大,衰减越慢,阻尼比越小;在围压不变的情况下,橡胶含量越多,动剪切模量衰减越慢,阻尼比越大。     

微生物注浆固化砂土若干因素的影响机制研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)由于其良好的粘结性和环境友好性,近年来已广泛应用于砂土固化领域。通过测试2种嗜碱性产脲酶菌的生长曲线以及通气和不通气情况下的脲酶活性,探索其与固化砂土的无侧限抗压强度、碳酸钙含量及均匀性之间的联系,并尝试从微观层面探讨微生物注浆固化砂土的主要影响机制。结果表明,通过此方法制得的砂柱强度最高可达586 kPa。脲酶活性差异导致碳酸钙含量差异,碳酸钙含量则与砂土固化强度相关。而在碳酸钙含量相近的情况下,固化均匀性将进一步对强度造成影响。     

微生物及水泥固化砂土的力学特性对比试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是近年来在土体加固领域的研究热点,但对MICP技术加固砂土与传统水泥加固砂土力学特性的对比尚不充分。为进一步明确MICP加固砂样和水泥砂浆试样的力学特性,分别制作了MICP固化砂柱和水泥固化砂柱,并对试样进行试验对比。结果表明:碳酸钙含量为7.1%、10.4%的MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度为对应水泥含量7.14%、10%的水泥固化砂柱试样的221%和117%,劈裂抗拉强度为对应水泥固化砂柱试样的609%和228%,即当碳酸钙与水泥含量相近时,MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度要高于水泥固化砂柱试样。     

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。     

聚丙烯纤维加筋砂土的剪胀特性

随机分布的聚丙烯纤维在土体中彼此交错形成网状,可显著提高砂土的抗剪强度,减少其峰值强度折减。描述土体剪胀规律的剪胀方程是建立纤维加筋土的本构模型的核心。以聚丙烯纤维加筋南京细砂为主要研究对象,通过不同围压下的常规三轴压缩试验,研究了不同纤维质量百分比含量对南京细砂强度、变形以及剪胀特性的影响。对比聚丙烯纤维加筋砂土与纯砂土的应力应变关系和强度特性,分解出聚丙烯纤维对砂土的内在约束应力。将外力克服剪胀阻力需要做的额外功分解为由土颗粒运动和纤维变形两部分所消耗的能量,利用纤维对土的内在约束应力表示与加筋纤维有关的耗散能,基于最小比能原理建立了聚丙烯纤维加筋砂土的剪胀方程,揭示了聚丙烯纤维加筋砂土的特殊剪胀特性。经过对比发现常规三轴压缩试验结果与模型结果具有良好的一致性。     

木质素磺酸钙增强花岗岩残积土微生物固化效果研究

为提升微生物固化花岗岩残积土的效果,综合考虑木质素磺酸钙的特点和MICP(Microbial-induced calcite precipitation)作用过程的环境条件,设计进行木质素磺酸钙增强MICP固化花岗岩残积土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析木质素磺酸钙对微生物固化花岗岩残积土的增强效果及增强机制。结果表明：(1)木质素磺酸钙能够显著提高花岗岩残积土微生物加固过程中的胶结物产量,木钙掺量在4.00%左右达到最佳,与常规MICP相比,胶结物生成量提高了48.86%;(2)木质素磺酸钙的掺入,显著提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力,2.00%～8.00%掺量下固化体的抗压强度提升了4.75%～41.20%,破坏时应变增加16.24%～38.55%;(3)掺入木质素磺酸钙后,固化体的孔隙大小及孔隙率均有不同程度降低,孔隙率降低了12.97%～37.38%,固化体的整体密实性进一步增强;(4)木质素磺酸钙的掺入,改善了残积土的孔隙结构,为后续微生物加固提供更好的环境条件;(5)在微生物固化花岗岩残积土过程中掺入木质素磺酸钙后,改善了微生物生长的酸碱环境,丰富了MI...     

砂掺量对珊瑚砂微生物固化效果的影响

对不同标准砂掺量的珊瑚砂进行微生物固化,通过对固化体的渗透特性、无侧限抗压强度、应力-应变曲线特征、抗拉强度和微观结构等方面的分析,研究砂掺量对珊瑚砂微生物固化效果的影响。试验结果表明:在相同条件下,不同砂掺量的珊瑚砂均可经微生物固化反应形成一个整体;随固化用砂中标准砂掺量的增多,试样的初始渗透性增大,固化周期变长;不同砂掺量试样的无侧限抗压强度应力-应变曲线均呈现为三段:压密阶段、塑性变形阶段和破坏阶段;微生物固化反应生成物对珊瑚砂包裹效果好,连接致密,排列规则,而对标准砂包裹效果差,排列松散;按这一规律适当比例混合珊瑚砂和标准砂可以改善固化体力学性能。试验中砂掺量为33.3%时抗拉强度达到最高;砂掺量为66.7%时无侧限抗压强度达到最高;砂掺量为50%时,试样的力学性能较差。     

Erosional behavior of gravel-sand mixtures stabilized by microbially induced calcite precipitation (MICP)

The objective of this study is to evaluate the effectiveness of Microbially Induced Calcite Precipitation (MICP) for improving internal erosion resistance of gravel-sand mixtures. Two gravel-sand mixtures with 25% sand/75% gravel and 50% sand/50% gravel were used; the former was susceptible to suffusion whereas the latter was internally stable. The MICP treatment was conducted by either mixing a urea-calcium solution with the tested soils prior to bacteria injection (the pre-mixing method) or injecting the bacteria prior to the urea-calcium solution injection (the injection method). A series of pressure-controlled erosion tests was performed on specimens placed inside a column erosion test apparatus under different levels of axial stress. During the erosion test, the erosion rate, axial deformation, and hydraulic conductivity were measured. Without the MICP treatment, the specimens with 25% sand/75% gravel exhibited much faster backward erosion and suffusion. In contrast, the specimens with 50% sand/50% gravel showed slow backward erosion only. Within the tested conditions, MICP was very effective in mitigating internal erosion for the soil with 25% sand/75% gravel. However, for the soil with 50% sand/50% gravel, the MICP treatment was only successful when the injection method was applied and the erosion test was performed at a low axial stress.     

纳米CaCO3填充改性PVC复合体系的性能研究

研究了2种纳米CaCO3填充PVC对复合材料力学性能的影响。结果表明,纳米CaCO3可以显著提高PVC的冲击强度,而对拉伸强度和断裂伸长率影响较小;适当的基体韧性有助于获得较高的冲击强度,当添加25份经8%钛酸酯偶联剂处理的纳米CaCO3时,所得复合材料的冲击强度是未添加纳米CaCO3样品的4.25倍;扫描电镜结果显示,纳米CaCO3在基体中分散性良好,呈韧性断裂形态。     

纳米CaCO3填充改牲PVC复合体系的性能研究

研究了2种纳米CaCO3填充PVC对复合材料力学性能的影响。结果表明，纳米CaCO3可以显著提高PVC的冲击强度，而对拉伸强度和断裂伸长率影响较小：适当的基体韧性有助于获得较高的冲击强度，当添加25份经8％钛酸酯偶联剂处理的纳米CaCO3时，所得复合材料的冲击强度是未添加纳米CaCO3样品的4．25倍；扫描电镜结果显示，纳米CaCO3在基体中分散性良好，呈韧性断裂形态。     

碳纤维布加固钢筋混凝土结构的疲劳性能综述

对碳纤维布复合材料的疲劳性能进行了实验和理论研究,对碳纤维布加固钢筋混凝土的疲劳优点进行了论述,对国内外的成果进行全面的介绍,指出利用碳纤维加固混凝土性能的优越性进行疲劳损伤构件的加固,具有重大的工程实践意义。     

纤维增韧高强轻骨料混凝土力学性能与微观结构

采用碎石型高强页岩陶粒制备了不同纤维类型和体积分数的LC60级纤维增韧高强轻骨料混凝土,研究了其力学性能,并从微观尺度揭示了纤维增韧机理.结果表明:高强轻骨料混凝土界面的黏结性能优于普通混凝土;纤维能够有效阻止高强轻骨料混凝土裂缝的发展,还可适当提高其抗压强度,并明显提高其抗折强度和劈裂抗拉强度,起到增强增韧的作用;钢纤维与水泥浆体的黏结性能良好,碳纤维可在高强轻骨料混凝土中均匀分散且与水泥浆体的黏结性能良好;相同体积分数下,碳纤维的增韧作用优于钢纤维.     

粘贴碳纤维加固法在工程中的应用

以郑州某商住楼顶板粘贴碳纤维法加固工程为例，就其设计要求、原材料选择及施工步骤、要点进行了介绍，并通过多个成功的施工实例，提出了该加固技术的主要优点及广阔的应用前景。     

Recycling of dredged river silt reinforced by an eco-friendly technology as microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP)

A large amount of river silt is continuously dredged and usually dumped in landfills or oceans, resulting in land occupation and environmental pollution. Traditionally, cement-based materials are used to cement dredged river silt as building materials, which not only increases carbon dioxide emissions but also uses very little dredged silt. In order to realize the resource utilization of dredged river silt, microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP) technology, which has the advantages of lower energy consumption, less environmental pollution and lower carbon emissions, is adopted to solidify the dredged river silt as roadbed materials in this paper. The unconfined compressive strength (UCS) test, calcium carbonate (CaCO₃) content test and microstructure test are carried out to analyze the mechanical properties of the solidified dredged river silt. The test results show that the MICP mixing method can be employed to solidify loose dredged river silt into high-strength construction materials. The concentration of the cementation solution has a significant effect on the solidification effect, and the most reasonable concentration of the cementation solution is 1.5 mol/L. With the increase of treatment times, the pores in the soil are filled with CaCO₃, and the UCS of the specimens after 10 times of treatment can reach 6.75 MPa with a relatively uniform CaCO₃ content of 27.8 %. The main crystal form of CaCO₃ is calcite, which can fill the pores and make the river silt particles cement as a whole, which is the main reason for the improvement of mechanical properties of dredged river silt.     

聚丙烯纤维和水泥加固软土的强度特性

在软土中加入水泥能有效提高软土的工程力学性能,是一种常见的软基处理方法。但在一些特定条件下,水泥加固软土的强度存在偏低的现象,无法满足工程要求。提出将聚丙烯纤维的物理加筋作用同水泥的化学加固作用相结合,通过开展室内试验,在水泥土中加入适量的聚丙烯纤维,分别研究软土初始含水量(35%～70%)、纤维掺量(0～0.3%)和长度(6～19mm)对纤维加筋水泥土强度的影响,并对影响机理进行探讨。试验结果表明:当水泥掺量为15%时,水泥土的强度受初始含水量的影响非常明显,最优含水量为55%;纤维的加入能有效提高水泥土的强度,强度值随纤维掺量的增加而增加;当纤维长度为12mm时,其加筋效果得到最大发挥;纤维的加入降低了水泥土的脆性,提高了水泥土的断裂破坏韧性,对提高工程的安全性和稳定性有一定意义。     

碳纤维布加固混凝土结构技术

介绍了碳纤维布加固技术及其特点和适用范围,研究了碳纤维布加固技术原理,结合具体工程实例,阐述了碳纤维布加固混凝土结构施工工艺,得出碳纤维布加固技术值得推广的结论。     

装配式高强钢筋钢纤维混凝土框架节点抗震性能试验研究

为研究装配式高强钢筋钢纤维混凝土框架节点的抗震性能,对2个预制装配式混凝土节点试件和1个现浇普通混凝土节点试件进行低周往复荷载试验,对比分析装配式混凝土节点试件的破坏特征、滞回特性和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：节点核心区加入工字钢的装配式高强钢筋钢纤维混凝土梁柱中节点试件发生梁端弯曲破坏,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求;普通现浇节点和采用钢板焊接端板连接的节点均发生节点核心区剪切破坏,而装配式混凝土节点核心区破坏程度较轻;在节点核心区及后浇区加入钢纤维能减少裂缝宽度,延缓裂缝传播,减轻核心区混凝土剥落程度,改善节点破坏形态;预制装配式混凝土梁柱节点试件的极限荷载、滞回性能和耗能能力均得到提高,刚度退化得到减缓,从而改善预制混凝土框架节点的抗震性能。