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。     

微生物矿化碳酸钙改良土体的进展、展望与工程应用技术设计

利用微生物矿化碳酸钙（Microbial Induced Calcium carbonate Precipitation,简称MICP）沉积出具有胶结功能的碳酸钙,填充土内孔隙、胶结土颗粒,能够提高土体强度、降低渗透性,具有很好的土体改良作用,在微生物注浆、加固土坝、防风固砂、库底防渗、坝体防渗、污染土壤（地下水）修复等方面具有工程应用前景。对MICP土体改良研究进行了总结、分析和展望：利用MICP技术能够将砂土的无侧限抗压强度提高到20MPa以上,渗透系数降低到处理前的1%,剪切波速提高4倍,能够胜任岩土工程任务;认为下一步应重点对处理效果的均匀性、适用的地基土范围、处理土的全面性能开展系统研究,如耐久性、动力性能和防腐性能等。MICP技术已经在砂砾体稳定、地下室堵漏中得到了少量应用,工程应用施工技术是MICP应用的瓶颈。对MICP在岩土工程领域应用的施工技术进行了设计,包括地基加固、液化地基改良、污染土壤（地下水）修复、坝体防渗堵漏和加固砂桩,以推动MICP技术的实际工程应用为盼。     

环境岩土工程研究进展

文章着重总结近5年来国内外环境岩土工程领域新理论、新方法与新技术的研究进展。主要包括：①环境岩土工程新理论与方法,介绍环境岩土多场多相耦合理论、环境土力学多尺度表征方法、污染体环境安全及工程特性评价方法;②环境岩土工程新技术与装备,总结污染场地勘察、探测技术与装备,污染场地工程修复技术与装备,固体废弃物资源再生利用技术与装备三方面的相关进展;③污染体环境治理典型工程案例与示范,主要包括垃圾填埋场灾害防控工程应用与实践,废弃固废堆场工程综合生态治理与示范,污染场地原位修复工程应用与示范。     

岩土材料微生物改性的基本方法综述

微生物成矿学的新进展——微生物诱导碳酸盐结晶,受到岩土工程和土木工程材料研究人员的高度重视。其中产脲酶微生物快速诱导大量碳酸盐结晶的过程更是近年研究的热点。与一般纯粹化学作用生成的碳酸钙不同,这种微生物诱导碳酸盐结晶的生成速度及材料强度可控,达到了土木工程应用中胶凝和封堵材料的基本标准,在一定条件下,可以替代水泥、石灰、环氧等传统材料。我国从事岩土工程和土木工程材料的研究人员也在最近十多年积极开展了该技术的研究工作,但多局限于技术应用层面上的研究,尚缺乏对微生物成矿学原理及其在土木工程材料环境中作用机理的深入工作。通过对国内外文献中岩土材料环境下几种典型的微生物成矿学原理的总结,以期促进该课题应用基础研究工作的进一步深入。     

微生物固化砂土的研究进展

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新兴的土体加固改良技术,该技术具有高效、环保和经济的特点。MICP通过将微生物引入到岩土工程中,利用微生物诱导碳酸钙改善土体的物理力学性能。近年来,生物岩土技术逐渐成为岩土工程的一个热门研究方向。从微生物诱导碳酸钙沉淀的基本原理出发,归纳总结MICP反应中影响因素(细菌、营养液成分、pH、温度和固化方式)对生物固化砂土的影响,阐述生物固化土的岩土工程性质(渗透性、强度、耐久性、液化性、扫描电镜和X射线衍射微观机理)和工程应用(砂土改良、污染土修复、混凝土裂缝修复和飞尘抑制)。通过对国内外MICP方向的文献整理和归纳,探讨MICP发展方向和存在的问题。     

环境岩土工程研究综述

地下水土环境污染评估、控制及修复已成为我国环保领域的重大需求。利用岩土工程的手段来解决水土环境污染问题是最为经济、最符合国情的途径之一,也是环境岩土工程工作者的优势所在。结合我国水土环境污染控制方面重大需求及现阶段我国迫需解决的环境岩土工程问题来阐述环境岩土工程研究及工程实践进展,主要包括城市固体废弃物可持续填埋处置,废弃泥的工程特性、工程处置及资源化利用,土体和地下水污染评价与防治和土工合成材料在环境岩土工程中应用。     

环境岩土工程研究进展

该文总结了近年来国内外环境岩土工程领域的研究进展,主要包括：①环境岩土工程调查与评价方法。重点介绍了电阻率静力触探探头、与静力触探结合的传感器薄膜界面探头、光纤光学化学传感器、X荧光分析仪等在场地污染物分布和污染程度识别技术;综述了土工离心技术应用于土体及地下水中污染物运移,及污染场地修复的研究现状;总结了污染场地分类方法和风险评价模型。②城市固体废物填埋技术。介绍了固废填埋场多场相互作用的主要耦合模型理论,总结了固废生化反应-骨架变形-水气运移-溶质迁移模型及应用;提出了填埋场污防污屏障服役寿命的定量评价方法。③工业固体废弃物资源化再利用技术。介绍了废弃电石渣和木质素加固过湿土、粉土路基的性能和工程应用;总结了固化污泥和淤泥技术的研究现状。④工业污染地基处理技术。总结了工业污染场地主要修复技术;介绍了固化污染土稳定技术、新型固化剂和稳定剂的研发进展;总结了常见竖向隔离墙技术,介绍了土-膨润土系竖向隔离墙长期防渗防污性能的研究进展;介绍了曝气法处理有机污染地下水技术的研究进展。     

新时代环境岩土工程研究进展

现阶段我国环保领域中控制、评估地下水土环境污染并加以修复已经是当前的主要任务,而解决这一问题可以通过岩土工程来实现,利用岩土工程的优势结合国家的实际国情对地下水环境污染进行有效解决。本文主要从环境岩土工程着手研究,并对岩土工程的发展与应用进行探究和分析。     

青海强盐渍粉砂土MICP的有效性探索

在极端环境中发现原生高产脲酶微生物并开展岩土体的固强研究,是岩土体微生物矿化研究的一个热点和难点.该文在青海柴达木地区的强盐渍土中发现一种新型原生高产脲酶微生物,在强盐环境中,试验该微生物的盐耐受性和矿化性能,开展被加固土体力学强度试验.结果表明:在强盐渍环境下,该新型微生物脲酶活性保持在3.02U～5.03U.在强盐...     

浅谈环境岩土工程

在总结近年来环境岩土工程研究成果的基础上，对环境岩土工程的定义、研究内容及分支学科进行了分析，提出了环境岩土工程与相关科学的关系及特点。     

土动力学与岩土地震工程

近年来,随着交通和能源基础设施建设的快速发展,循环动载引起的工程问题使得土动力学与岩土地震工程的研究面临许多新的课题。文章简要评述土动力学与岩土地震工程在国内外的研究现状,着重讨论土的剪切模量、高速铁路路基动力响应及累积沉降、土体地震液化、地下结构地震响应及其抗震设计、跨海桥梁与海上风电基础的动力学问题等方面的最新进展,并进一步阐述今后研究的方向。     

环境土工基本理论及工程应用

随着工业化和城市化的快速发展,各类固体废弃物产量迅速增大,地下水土污染不断加剧,人类赖以生存的环境日益恶化。岩土工程研究者力图利用岩土工程的原理和方法来研究和解决这样的环境问题,并逐步形成了岩土工程学科的一个新兴分支——环境土工。环境土工问题伴随着生化反应、物理变化和机械运动等过程,目前国内外尚未建立统一的基本理论体系。该文论述了土体的生化反应、骨架变形、孔隙水运移、溶质迁移和孔隙气运移机理,并建立了考虑生化反应-骨架变形-水气运移-溶质迁移耦合作用的模型及其控制方程,界定并明确了模型参数及测试方法;揭示了高厨余城市固体废弃物填埋场存在严重的生化降解酸化抑制、骨架弱化和液气传导相互阻滞现象,以及城市固体废弃物压缩变形和液气产生及运移、污染物迁移与土体固结相互作用、污染物击穿防污屏障及覆盖屏障防水闭气的内在机理;结合笔者研究团队近二十年的环境土工研究和工程实践积累,总结了所提出的填埋场固废降解程度、渗滤液产量、填埋气收集率、填埋体沉降与填埋场容量、填埋场边坡稳定、防污屏障服役寿命评价方法以及所研发的填埋场液气立体导排、新型防污屏障和TDR污染土勘察技术的合理性和可靠性,并给出了工程应用实例。     

压电陶瓷传感器在岩土工程中的应用

压电陶瓷传感器在岩土工程中有很多应用,尤其是通过测量波速来确定土的性质方面。由于材料的物理性质与波速密切相关,压电陶瓷传感器提供了一种简便可靠的无损检测方法。本文报道了压电陶瓷传感器应用于粘土、砂和砾石等不同种类土的研究成果,对应力导致土体各向异性的研究,对路基和地基土的力学特性检测,在离心模型试验中的应用,以及在微重力环境下的粒状材料中波的传播特性的研究等。研究表明,压电陶瓷传感器在岩土力学研究和工程实践中有广阔的应用前景。     

岩土工程勘察中存在的常见技术问题及解决方法

本文从岩土工程勘察的野外勘探、室内土载试验以及岩土工程分析评价方面分析了岩土工程勘察中常见问题,针对岩土工程勘察技术中长期存在的一些问题,提出了一些看法,指出勘察工作中需要注意的问题,并结合其它相关专业和勘探技术,提出了一些解决这些问题的方法和思路。     

地下环境物流超深垃圾转运节点关键技术问题

超深地下垃圾转运站是城市地下环境物流系统的重要节点,其设计深度往往将超过50 m,由此带来了一系列复杂的岩土力学、工程力学和施工力学问题。本文阐述了转运站的概念设计和工作流程,综述了在上海地区典型软土地层进行转运站超深竖井设计施工的过程中可能会遇到的竖井周围岩土环境建模技术、竖井薄壁结构安全设计技术、竖井端部接头构造技术以及敏感环境下的竖井施工技术等关键技术问题。上述关键技术问题的分析对超深地下垃圾转运站的未来研究具有指导意义,是对现代城市大深度地下空间开发的一次有益探索。     

新工科背景下土力学案例教学研究

新工科背景下土木工程专业对学生的应用能力培养要求越来越高,但是课堂教学与实践又是一对现实存在的矛盾体。近年来,注册岩土工程师考试试题越来越贴近工程实际,适宜用来进行课堂案例教学。我国注册岩土工程师考试分两阶段:第一阶段是基础考试,主要考查考生是否基本掌握必备的专业理论基础;第二阶段是专业考试,考查考生按照国家法律、法规及技术规范进行岩土工程的勘察、设计、施工及解决实践问题的能力。通过对历年注册岩土工程师基础考试和案例考试中土力学相关问题的研究,对注册工程师考试试题做适当改变后引入土力学课堂教学,可以增进学生对知识的理解,更形象地了解知识在工程实践中的应用,加强应用能力的培养,同时为学生毕业后参加注册工程师考试奠定良好的理论和实践基础。     

岩土工程勘察阶段的污染地基土调查

2009年修订版<岩土工程勘察规范>所做的最大修订,即为对污染地基土调查部分的修订.新修订给出了污染地基土调查的一般指导原则.污染地基土的环境调查涉及多学科的综合应用,一般岩土工程勘察单位还不具备进行污染地基土调查及对调查结果评价的能力,也不具备进行修复治理方案设计和实施的能力.本文结合实际污染地基土的调查、评价及治理...     

T型全流触探仪机理分析及海洋工程应用综述

随着近年来中国海洋开发的不断深入发展,海洋工程设计时对于海洋土承载能力及循环荷载效应的勘测提出了更高的要求。由于从深水地区回收土样进行室内试验的难度和成本过高,海洋岩土工程设计参数的确定往往依赖于现场原位测试技术。回顾了海洋静力触探技术的发展历程,介绍了一种适用于海相软土的全流触探仪。总结了国内外学者对全流触探仪的理论及试验研究,包括贯入阻力与软土不排水抗剪强度之间的关系、循环贯入试验对重塑土特性的评价以及通过数值模拟得出T型全流触探仪的阻力系数等。最后,对全流触探仪发展提出了展望。     

构度指标与黄土力学特性指标的关系研究

西北地区基础设施建设涉及地基、边坡、洞室、支护及环境等岩土工程,由于黄土对水敏感性、特有结构性及结构强度,常因黄土的结构性损伤及结构强度遇水衰减而产生许多岩土工程问题,如:“基础不均匀沉降、边坡滑坡、洞室工程塌方、支护位移变形、围岩稳定性及岩土生态环境问题”,这些岩土工程问题都与黄土的力学性质有关,且黄土的力学特性起主要作用。构度指标反映了土的初始结构性,是个基本物性指标,本文主要研究构度指标对黄土力学特性指标的影响。研究表明:构度指标随压缩系数增大而减小,随压缩模量增大而增大,随湿陷系数增大而增大;在处理黄土工程问题、分析黄土力学特性等方面,构度指标具有很好的实用性、合理性。