微生物改性对粉土某些特性的影响

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖粘胶菌,利用碳酸盐矿化菌ATCC 6453、3和多糖粘胶菌5、6的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,对改性土体进行了渗透和无侧限强度试验,测定土体工程指标的变化。通过扫描电镜（ESEM）和能量弥散X射线(EDX)能谱分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理。研究表明：掺碳酸钙矿化菌和多糖粘胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响。     

微生物改性对粉土强度的影响

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖粘胶菌,利用碳酸盐矿化菌3和多糖粘胶菌5的代谢产物对粉土的力学性能进行改性,并与ATCC6453进行了对比试验研究.对改性土体进行三轴固结不排水剪切试验,测定土体强度指标的变化,通过扫描电镜分析不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理.研究表明:掺碳酸钙矿化菌和多糖粘胶菌对粉土的强度均有不同程度的提高,且矿化菌提高粉土φ值的幅度较大,而多糖粘胶菌提高粉土c值的幅度较大.     

紫外诱变产脲酶菌株加固粉土的试验研究

为提高微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的固化效果,采用紫外诱变技术对产脲酶菌株进行改良,筛选出优良菌株。随后结合先拌和菌液后滴注胶结液(尿素和氯化钙)的方式,运用改良后菌株来固化粉土。通过无侧限抗压强度试验、碳酸钙含量测定和微观试验分析,来对比诱变前后菌株固化粉土的效果。结果表明:紫外诱变技术可以有效改良产脲酶菌株的性能,使菌株的脲酶活性、矿化生成的碳酸钙含量得到提高;使用紫外诱变后菌株来固化粉土,可显著提高土体的无侧限抗压强度。该研究从源头来选育优良菌株,有效提高了MICP技术的固化效果。     

不同纤维长度加筋土无侧限抗压强度分析

为了研究纤维加筋土体在不同纤维长度时的无侧限抗压强度变化规律,通过加入不同长度的聚丙烯纤维,对不同土体进行无侧限抗压强度试验,得到三种不同土体的无侧限抗压强度值,并与各自素土的无侧限抗压强度进行比较,得到的结果为相关地区的工程实践提供了参考依据。     

冻融过程对土体无侧限抗压强度影响分析

为了研究冻融过程中粘性土的强度变化规律,通过对不同冻融时间(2 h,4 h,6 h)的土体进行了无侧限抗压强度试验,得到了其无侧限抗压强度,并与素土的无侧限抗压强度作了对比,试验结果表明:随着冻融时间的增加,土体无侧限抗压强度呈现三次抛物线下降趋势;土体经过冻融以后随冻融过程的加剧更易达到无侧限应力峰值。     

大豆脲酶对Zn2+污染土的修复试验研究

为了研究植物脲酶诱导碳酸钙沉淀技术(EICP)对Zn²⁺污染土的处理效果,从大豆中提取了丰富的脲酶,在底物诱导下实现对重金属污染土中Zn²⁺的矿化处理。通过Tessier五步连续提取法对修复前、后污染土中不同形态Zn²⁺进行提取检测,并对不同修复次数的土体进行无侧限抗压强度试验。结果表明：所提取的大豆脲酶能有效催化尿素水解生成碳酸根离子,使其在底物诱导下生成碳酸盐沉淀并矿化Zn²⁺;EICP技术能有效降低污染砂土中Zn²⁺的含量,使其以碳酸盐的形式固定封存;随着修复次数的增加,砂土的无侧限抗压强度从碎散状0 MPa增加至0.44 MPa。EICP技术为重金属Zn²⁺污染土修复提供了新的选择。     

合肥滨湖新区膨胀土石灰改性室内试验研究

针对合肥滨湖新区膨胀土及其石灰改性土,进行石灰改良的击实和无侧限的室内试验。试验结果表明:滨湖地区膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性,无侧限抗压强度值低于1MPa,不能满足路基的强度要求,需要改性。经过改性,最佳含水率大幅度提高,并提高了土体的抗压强度,满足路基强度要求。     

引江济淮工程膨胀土水泥改性剂量研究

膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性,掺加一定量水泥对其进行改性是处理膨胀土的主要方法之一。选取引江济淮工程弱膨胀土,通过对素膨胀土和改性土的自由膨胀率、界限含水率及无侧限抗压强度的试验分析,揭示了水泥掺量和养护日期对引江济淮工程弱膨胀土的物理力学性质的影响。试验结果表明:(1)随掺灰率的增加,改性膨胀土的自由膨胀率、液限、塑性指数均降低,无侧限抗压强度增加;(2)随养护日期的增加,自由膨胀率、液限、塑性指数减小,无侧限抗压强度增大;(3)基于本研究试验结果,同时综合考虑工程实际,建议引江济淮工程弱膨胀土水泥改性剂量为4%。     

铁基灌浆对粉土特性影响试验研究

自然界广泛存在铁细菌,从土壤中筛选分离出的目标铁基菌株可将二价铁氧化成羟基络合物,最终形成具有很大的反应活性和吸附性的生物黏泥。本文利用目标铁基菌株及其代谢产物对粉土进行灌浆,比较素土和铁基灌浆土渗透系数和无侧限抗压强度的变化,并从微观结构上探讨铁基灌浆改性粉土特性的机理。结果显示:利用生物作用析出的矿物晶体和代谢产物可充填颗粒间的晶格构造、胶结土体颗粒,改善粉土的工程特性。     

干旱地区土建筑遗址加固保护试验

 结合新疆高昌故城加固保护工程,采用有机硅改性丙烯酸树脂乳液,以高昌故城遗址土体试样为加固对象,对试样进行化学成分和易溶盐分析,并进行加固液渗透深度、透气性、耐盐腐蚀、无侧限抗压强度、耐冻融、抗风蚀和电镜扫描分析试验。研究结果表明,有机硅改性丙烯酸树脂乳液对土体有很好的加固效果,使土体具有很好的耐水性、抗冻融能力,耐盐破坏和抗风蚀能力也有明显提高,且不影响土体的外观和透气性;无侧限抗压强度提高有限,不会在土体表面形成硬壳,避免土体内外强度相差较大而剥落。对于西北干旱地区而言,有机硅改性丙烯酸树脂乳液是一类优良的土建筑遗址防风化加固保护材料。     

黄河三角洲粉土原位力学性能试验研究

 黄河三角洲粉土主要为第四纪散河流堆积物。结合现场钻探取样、旁压试验(PMT)、扁铲试验(DMT)和室内试验,综合研究黄河三角洲粉土的原位力学特性。室内试验结果表明,黄河三角洲粉土粒径集中在0.075～0.005 mm,粒径均匀,级配较差且黏粒含量极低,导致难以压实;孔隙率较高,压缩性大。原位旁压试验结果表明,黄河三角洲地区地基的容许承载力为300 kPa左右,且土体的临塑压力随着深度的增加逐渐增大,但在13.0 m以下有减小的趋势;随后给出该地区地基旁压模量Em随深度的变化关系式,提出该地区土层旁压模量建议值为1 800 kPa,并进一步分析变形模量与旁压模量之间的定量关系。扁铲试验进一步论证该地区土层的类别主要为粉土,给出静止侧压力系数K0和水平应力指数KD随深度的变化图。最后讨论侧胀模量ED与压缩模量Es的关系,以及ED,Es随深度的变化情况。     

粉砂土路基填筑与封层技术的研究

为了解决粉砂土路基施工成型难的问题,在黑龙江省嫩江流域粉砂土地区铺筑了试验路,研究选择适用于粉砂土路基施工的振动压路机和压实厚度,并对封层效果进行了试验分析。结果表明:粉砂土路基施工,小吨位的振动压路机难以满足压实质量要求,建议采用18吨以上的振动压路机;对于YZ18的大吨位振动压路机,30cm的压实厚度最为合理;在粉砂土路基顶面40cm范围内,铺筑黏土或无机结合料等材料做封层处理,能够满足质量检测要求。     

复杂泥页岩地层地应力的确定方法研究

掌握地层原始地应力状态是有效控制钻井过程中泥页岩地层井壁失稳的前提。在分析水压致裂法、Kaiser效应法、差应变法和多极子测井方法测量地应力的技术现状的基础上，发现利用单一方法获取复杂泥页岩地层的地应力比较困难，将多种方法组合在一起才能较好地解决问题。如果地层破裂试验层段有钻井岩芯，可通过差应变方法获得主地应力的比值；如果地层破裂试验层段没有钻井岩芯，可通过多极子测井方法得到两个水平主地应力的差值。将两个水平主地应力的相对值代入地层破裂试验的破裂压力计算模型，可分别确定出两个水平主地应力的大小。利用地层破裂试验与差应变试验组合测地应力方法和地层破裂试验与多极子测井组合测得应力的方法，分别较为成功地测试地应力。     

增湿时粉土的抗剪强度特性研究

采用固结不排水剪切方法,对粉土进行了增湿情况下的三轴剪切试验。试验结果表明,随着初始含水率增加,粉土试样的变形破坏逐渐由脆性特征转变为延性特征;极限抗剪强度随着围压增加线性增大,随着含水率增加非线性降低;同时,随着初始含水率增加,粉土的黏聚力显著减小,但内摩擦角减少并不明显,且抗剪强度指标与初始含水率均呈负幂指数关系变化。     

强夯加固粉土地基试验研究

在某机场飞行区进行强夯加固浅层粉土地基的现场试验,对地表沉降、地下水位和孔隙水压力等进行了监测,并在试验后进行静力触探试验和标准贯入试验。结果表明:强夯处理后消除了地层6 m深度范围内粉土地基的液化,同时改善了该范围内土层的工程性质。强夯前需采取降水措施,可有效避免出现夯坑内积水和场地局部液化现象,强夯加固产生的超静孔隙水压力消散比较快。强夯施工间隔1 d后不同深度的超静孔隙水压消散比例都超过80%,间隔5 d后超静孔隙水压基本消散,点夯加满夯处理的加固效果整体上好于满夯,并且较小单击夯能和较多夯击次数的点夯施工工艺可以获得较好的加固效果,采用1 500 kN.m夯能点夯两遍和800 kN.m夯能满夯一遍的施工工艺较为合理。     

黏粒含量对固化淤泥力学性质的影响

采用人工配制不同黏粒含量的淤泥研究黏粒含量对固化淤泥力学性质的影响。研究发现,淤泥中黏粒含量对固化淤泥的力学性质存在显著影响,当水泥量为5.0%时,固化淤泥强度随黏粒含量的增加呈增加趋势;当水泥量高于7.5%时,对于不同水泥量都存在一个对应的适宜黏粒含量CCop,在该黏粒含量时固化淤泥的无侧限抗压强度最大,破坏应变最小。适宜黏粒含量CCop随着水泥量增加而有所增加,但龄期对其没有影响。三轴试验结果发现,当黏粒含量为CCop时固化淤泥黏聚力c达到最大,内摩擦角?则随黏粒含量的增加呈现减小趋势。对于不同黏粒含量下固化淤泥的应力–应变关系的研究发现,当水泥量不超过5.0%时,固化淤泥都表现出理想弹塑性的特性;当水泥量大于5.0%时固化淤泥都存在破坏峰值,表现出脆性破坏模式,而且随着黏粒含量的增加破坏应变先减小后增加;当黏粒含量为CCop时,固化淤泥对应的破坏应变接近最小。因此,当黏粒含量为CCop时,固化淤泥将出现最大强度和最小变形。该研究结果对淤泥固化实际应用中的材料配制具有重要意义。     

木质素改良粉土热学与力学特性相关性试验研究

为揭示木质素改良粉土热学与力学特性随养护龄期的演化规律,通过击实试验、热阻系数测试、无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、压汞试验和扫描电镜分析试验,探讨改良土热阻系数、强度和刚度与木质素掺量、含水率和养护龄期的变化规律,同时定性/定量评价改良土微观结构变化,分析改良土热学特性与力学特性间的相互关系。结果表明:改良土最大干密度较素土增加,最优含水率减小,干密度对含水率变化的敏感性增加;热阻系数随掺量和养护龄期增加而增加,60 d养护龄期后热阻系数趋于相同,热阻系数与土体密实度和组成成分的热传导特性密切相关;改良土强度随掺量和龄期增长而增加,28 d龄期12%掺量改良土强度约为素土强度6倍;回弹模量的变化特征与无侧限抗压强度类似,对于改良粉土,木质素最优掺量约为12%;改良土孔隙总体积和平均孔径显著减小,木质素包裹、连结土颗粒并填充孔隙,形成更致密土体结构。     

不同浸水时间黄河堤防土体强度特性试验研究

 土体抗剪强度参数在堤防边坡稳定性分析中是十分重要的,现行堤防设计规范没有涉及堤防土体浸水后强度特性变化情况。考虑黄河下游堤防洪水历史和堤防临水状况,进行堤身土体的固结压缩、直接快剪和不固结不排水三轴试验,特别是土样浸水后的强度特性试验,研究堤防土体浸水后强度指标的变化及其机制。试验结果表明：黄河下游堤防堤身土体浸水5 d后黏土压缩系数增大1.46倍,黏聚力最大降低72.6%;粉土压缩系数增大0.64倍,黏聚力最大降低62.8%,而2种土的内摩擦角变化较小。试验结果为黄河下游堤防标准化设计和堤坡稳定性分析提供了科学依据,并对黄河堤防的管理提出了建议。     

固化剂加固温州淤泥的物理力学性质研究

为了提高温州淤泥的强度,对淤泥进行资源化利用,采用固化剂对淤泥进行室内固化试验,探究在各掺量固化剂作用下,淤泥的各项物性指标的变化;同时,在现场对淤泥展开固化试验研究,以静力触探试验和平板荷载试验评价固化淤泥的承载力,探究在实际工程中固化剂对淤泥的固化效果。室内试验结果表明:当固化剂掺量超过4%后,淤泥的压缩系数明显降低,土体的工程性质得到有效改良;当固化剂掺量为8%时,养护28 d后,固化淤泥的黏聚力和内摩擦角分别为216.25 kPa和28.6°。现场静力触探试验表明:固化剂掺量在4%~8%时,固化淤泥的承载力特征值为121.52 kPa~146 kPa;平板荷载试验对土体的承载力检测结果在整体上要高于静力触探试验检测结果。在对温州淤泥进行资源化利用的实际工程中,4%~8%固化剂掺量可以作为一个有效的参考。