[1]陈欣,安然,汪亦显,等.胶结液浓度对 MICP固化残积土力学性能影响及机理研究[J].水利与建筑工程学报,2023,(06):100-106.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2023.06.015]
点击复制

胶结液浓度对 MICP固化残积土力学性能影响及机理研究()
分享到:

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2023年06期
页码:
100-106
栏目:
出版日期:
2023-12-30

文章信息/Info

作者:
陈欣1安然12汪亦显2陈昶1
1.武汉科技大学 城市建设学院,湖北 武汉 430081;2.合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009
关键词:
花岗岩残积土微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结液浓度力学性能固化机理
分类号:
TU431
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2023.06.015
文献标志码:
A
摘要:
为分析微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对加固花岗岩残积土的适宜性,以及胶结液浓度对固化效果的影响,通过开展无侧限压缩和三轴剪切试验,对 5组不同胶结液浓度的固化土试样进行力学测试,并基于扫描电镜图像和 X射线衍射图谱分析 MICP固化机理。试验结果表明:当胶结液浓度为 2mol/L时,固化土的无侧限抗压强度和弹性模量分别提高 47.15%和 82.08%,残积土的破坏模式从局部压裂破坏转变为整体剪切破坏;MICP固化残积土的抗剪强度随胶结液浓度增加得到较大程度提升,在2mol/L胶结液作用下,黏聚力和内摩擦角增幅分别为 127.62%和 36.50%;碳酸钙晶体主要分布在土颗粒表面、孔隙以及接触点上,在土体内部分别发挥着包裹、填充和胶结作用;细菌与胶结液反应生成的碳酸钙沉淀主要以方解石晶体的形式存在。研究成果可为花岗岩残积土的改性提供参考,拓宽了 MICP在非均质土中的应用范围。

参考文献/References:

[1] AnRan,KongLingwei,ZhangXianwei,etal.Effectsofdry-wetcyclesonthree-dimensionalporestructureandpermeabilitycharacteristicsofgraniteresidualsoilusingX-raymicrocomputedtomography[J].JournalofRockMechanicsandGeotechnicalEngineering,2022,14(3):851-860.
[2] 黎澄生,安 然,舒荣军,等.花岗岩残积土初期崩解规律与 数学形态学方法近似模拟[J].岩石力学与工程学报,2020,39(4):845-854.
[3] 安 然,孔令伟,黎澄生,等.炎热多雨气候下花岗岩残积土的强度衰减与微结构损伤规律[J].岩石力学与工程学报,2020,39(9):1902-1911.
[4] 汤连生,陈 洋,叶扬海,等.Na2SO4溶液对花岗岩残积土物理力学特性的影响规律[J].岩土工程学报,2014,53(9):35-39.
[5] 安 然,黎澄生,孔令伟,等.花岗岩残积土原位力学特性的钻探扰动与卸荷滞时效应[J].岩土工程学报,2020,42(1):109-116.
[6] 王志兵,刘金明,顾 翔.纤维和纳米材料改良花岗岩残积土的力学试验及机理研究[J].水资源与水工程学报,2022,33(4):185-191.
[7] ZhaoYong,ChenXiao,WenTong,etal.Experimentalinvestigationsofhydraulicandmechanicalpropertiesofgraniteresidualsoilimprovedwithcementaddition[J].ConstructionandBuildingMaterials,2022,318:126016.
[8] DejongJT,FritzgesM B,NüssleinK.Microbiallyin-ducedcementationtocontrolsandresponsetoundrainedshear[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,2006,132(11):13811392.
[9] 李 昊,唐朝生,尹黎阳,等.MICP-FR协同作用改善钙质砂的力学性能及抗侵蚀试验研究[J].岩土工程学报,2021,43(10):1941-1949.
[10] RamachandranSK,RamakrishnanV,BangSS.Re-mediationofconcreteusingmicroorganisms[J].ACIMaterialsJournal,2001,98(1):3-9.
[11] 斯日古楞,毕力贡,李 驰.砂土基 MICP土工材料剪切强度试验及可靠性分析[J].防灾减灾工程学报,2018,38(5):795-800,821.
[12] NaeimiM,ChuJ.Comparisonofconventionalandbio-treatedmethodsasdustsuppressants[J],Environmen-talScienceandPollutionResearch,2017,24:23341-23350.
[13] ErsanY,BelieND,BoonN.MicrobiallyinducedCaCO3precipitationthroughdenitrification:anoptimiza-tionstudyinminimalnutrientenvironment[J],Bio-chemicalEngineeringJournal,2015,101:108-118.
[14] 彭 稢,温智力,刘志明,等.微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究 [J].岩土工程学报,2019,41(4):733-740.
[15] 杨司盟,彭 稢,温智力,等.浓缩海水作为钙源在微生物诱导碳酸钙加固砂土中的应用[J].岩土力学,2021,42(3):746-754.
[16] SoonNW,LeeLM,KhunTC,etal.Improvementsinengineeringpropertiesofsoilsthroughmicrobial-inducedcalciteprecipitation[J].KsceJournalofCivilEngineer-ing,2013,17(4):718-728.
[17] QabanyAA,SogaK.EffectofchemicaltreatmentusedinMICPonengineeringpropertiesofcementedsoils[J].Geotech,2013,63(4):331-339.
[18] DejongJT,MortensenBM,MartinezBC.Bio-media-tedsoilimprovement[J]. EcologicalEngineering,2010,36(2):197-210.
[19] SoonNW,LeeLM,KhunTC,etal.Factorsaffectingimprovementinengineeringpropertiesofresidualsoilthrough microbial-induced calcite precipitation[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineer-ing,2014,14(5):04014006
[20] 土工试验方法标准:GB/T50123—2019[S].北京:中国计划出版社,2019.
[21] KimD,ParkK.Effectsofgroundconditionsonmicro-bialcementationinsoils[J].Materials,2013,7(1):143-156.
[22] CuiMingjie,ZhengJunjie,ZhangRuijie,etal.Influ-enceofcementationlevelonthestrengthbehaviorofbio-cementedsand[J].ActaGeotechnical,2017,12(5):971-986.
[23] 李艺隆,国 振,徐 强,等.海水环境下 MICP胶结钙质砂干湿循环试验研究[J].浙江大学学报(工学版),2022,56(9):1740-1749.
[24] TianXu,XiaoHua,LiZhi,etal.Experimentalstudyonthestrengthcharacteristicsofexpansivesoilsim-provedbytheMICPmethod[J].Geofluids,2022:3089820.
[25] 郑俊杰,宋 杨,赖汉江,等.微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究[J].土木与环境工程学报,2019,41(1):15-21.

相似文献/References:

[1]吴舒天,王芝尧.基于模糊综合判断法划分花岗岩残积土型边坡危险等级[J].水利与建筑工程学报,2012,(02):102.
[2]樊秀峰,简文彬,陈晓贞.湿热风化环境下残积土性能劣化试验研究[J].水利与建筑工程学报,2015,(03):1.
[3]周斌,邵迟.花岗岩残积土-土工格栅界面的后循环剪切行为研究[J].水利与建筑工程学报,2017,(01):90.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2017.01.017]
[4]汪儒鸿,周海清,吴润泽,等.土体的结构性对边坡突变失稳影响研究综述[J].水利与建筑工程学报,2017,(06):64.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2017.06.013]
[5]金旭,熊传祥,钟富林.酸污染条件下花岗岩残积土崩解特性试验研究[J].水利与建筑工程学报,2017,(06):194.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2017.06.039]
[6]李自立,陈志波,胡屏,等.粉煤灰与石灰改良花岗岩残积土压缩特性研究[J].水利与建筑工程学报,2019,(01):82.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2019.01.014]
[7]林其隆,黄真萍,曹洋兵,等.清水及硫酸溶液浸泡下花岗岩残积土强度演化特征研究[J].水利与建筑工程学报,2020,(02):27.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2020.02.005]
[8]谢秀栋,邱文杰,郭国林.基质吸力对花岗岩残积土强度影响分析[J].水利与建筑工程学报,2021,(02):19.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2021.02.004]
[9]关振长,何亚军,高翔,等.花岗岩残积土中砾石颗粒的二维形状特征及其簇重构[J].水利与建筑工程学报,2021,(04):1.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2021.04.001]
[10]张宏虎,白伟,孙明祥,等.闽东地区含砾花岗岩残积土的细观剪切特性研究[J].水利与建筑工程学报,2022,(02):48.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2022.02.007]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2023-08-19 修稿日期:2023-09-11
基金项目:国家自然科学基金项目(12102312);岩土力学与工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGME021018)
作者简介:陈 欣(1999—),男,硕士研究生,研究方向为特殊土改性试验。E-mail:2218074222@qq.com
通讯作者:安 然(1992—),男,博士,讲师,主要从事特殊土宏-细观试验、本构模型和数值分析研究工作。E-mail:anran@wust.edu.cn
更新日期/Last Update: 1900-01-01