微生物誘導碳酸鈣沉積技術改性黃土結構強度試驗研究

作者：程瑤佳,唐朝生,謝約翰,劉博,泮曉華

摘要：我國黃土地區的水土流失和地質災害問題異常嚴重,這主要與黃土較差的工程地質性質有關。提出采用微生物誘導碳酸鈣沉積(MICP)技術對黃土進行改性處理,以改善其力學性質。采用噴灑法的方式將制備好的微生物菌液和膠結液依次噴灑在土樣表面進行MICP處理,基于貫入試驗和碳酸鈣含量測定試驗,分析不同MICP膠結輪次(3次、5次、7次)和膠結液濃度(0.5 M、1 M、1.5 M)對MICP膠結土樣結構強度和碳酸鈣含量的影響。結果表明:(1)MICP技術能顯著提高黃土的結構強度,并在黃土表面形成一層高強度的硬化殼;(2)隨著膠結輪次增加,土體的硬化殼強度和厚度、內部強度逐漸增大,碳酸鈣含量也隨之增高;(3)膠結液濃度對MICP改性效果影響顯著,1.0 M膠結液濃度的處理效果最好,其表層結構強度最高可達600 k Pa,內部完整性好,1.5 M的次之,僅在表面形成較薄的硬化殼,內部強度低,0.5 M膠結液濃度處理的土體力學性質改良不明顯;(4)MICP改善黃土結構強度的作用機理主要是微生物誘導生成的碳酸鈣膠結土顆粒,極大提升土顆粒之間的聯接強度,從而顯著改善土體的力學特性。

發文機構：南京大學地球科學與工程學院

關鍵詞：微生物誘導碳酸鈣沉積黃土結構強度碳酸鈣含量膠結輪次膠結液濃度Microbial induced calcite precipitationLoessStructure strengthCalcium carbonate contentMICP treatment cyclesCementation solution concentrations

分類號： P642.3[天文地球—工程地質學]