微生物灌浆加固土体技术的发展

在土体加固中,最为常用的材料就是化学浆料与水泥,但是此类常见存在污染大、成本高、能耗高的特点,不利于节能环保的需求。微生物灌浆加固土体技术的存在改善了传统材料的不足,本文主要就微生物灌浆加固土体技术的发展展开综述。

微生物灌浆加固土体研究进展

水泥和化学浆材是土体加固中最为常用的胶凝材料,但由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了它们的应用。微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型的土体加固方法,通过向松散砂土中灌注菌液以及营养盐,利用微生物矿化作用在砂颗粒间快速析出方解石凝胶,改善土体的物理力学性质。系统总结了国内外关于微生物灌浆加固土体的室内及现场试验研究,同时对固化土体的工程特性、原位无损测试方法以及灌浆效果的影响因素等进行了论述。研究表明,微生物灌浆技术具有施工扰动小、灌浆压力低、环境友好等优势,并可显著提高土体的强度、刚度及抗液化性能,在土体加固领域有着非常广阔的应用前景,但关于微生物固化土体的耐久性以及灌浆的经济性等问题仍需进行深入的探讨与研究。

潮湿环境砂岩质石窟岩体微生物加固补配修复方法

微生物加固是一门将微生物的矿化过程应用于岩土工程的新型生物介导岩土加固技术,对改善土体的强度、渗透性等具有显著效果[1]。微生物加固技术具有碳排放低、土体扰动小、施工速度快、无需特殊养护等优点,是一种环境友好型土体改良技术[2]。目前,基于尿素水解的微生物诱导活性氧化镁碳化生成水合碳酸镁的微生物加固技术受到了学者们的广泛关注[3]。

微生物诱导碳酸钙结晶技术处理可液化砂土地基试验研究及数值模拟

松软的砂土地基在地震等作用下会发生液化,可能造成巨大的灾害。地基抗液化问题的相关研究具有极大的理论意义和工程意义。利用新兴的微生物诱导碳酸钙结晶技术(MICP技术)来处理液化砂土;然后通过三轴固结不排水试验(CU)和动三轴试验来考察其力学性质。试验结果表明:微生物诱导碳酸钙的生成改善了砂土的抗液化性能;最后利用TTS本构模型对其进行数值模拟,表明该模型具有在单元尺度上统一描述砂土及MICP处理后的砂土应力-应变的能力。

MICP技术研究进展及在海洋岩土工程的应用展望

介绍了基于尿素水解的微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)基本原理;总结了MICP技术在土体加固、文物保护、混凝土裂缝修复、金属污染土修复和海洋岩土工程等领域的室内和现场试验研究;分析了环境pH值、温度、钙盐种类、加固土体颗粒粒径和灌浆方法等因素对MICP技术的影响。MICP技术在岩土工程领域具有广阔的应用前景,但该技术在试验及在实际工程应用领域,特别是在海洋岩土工程领域还存在均匀性、环境适应性、耐久性、经济适用性等方面问题,未来需要对这些问题进行深入的探讨和研究。

MICP加固页岩填筑体最优注浆间距试验研究

为摸清微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术大尺寸填筑体最佳灌浆间距及胶结深度,设计不同间距双孔灌浆模型试验,利用超声波检测技术研究不同间距双孔灌浆模型土体横向胶结距离及竖向胶结深度。试验结果表明:在灌浆过程中,填筑体模型超声波逐渐增大,不同灌浆间距模型各行测点波速变化趋势大致相同,且对经过20次灌浆循环得到的微生物注浆填筑体进行超声波检测,得到最优模型试验方案为灌浆孔间距10 cm,胶结深度13 cm。

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。

新型高效产脲酶菌培养条件优化试验研究

在我国南方湿热气候环境筛选出原状土产脲酶细菌CX21,利用投射电镜对经革兰氏染色原状土细菌形态进行观察,通过比对原状土产脲酶菌的16SrRNA确定其细菌种类。采用紫外诱变技术获得一株新型高效产脲酶菌YB7,通过优化细菌培养环境,提高新型高效产脲酶菌的脲酶活性并筛选出稳定、高效的菌株。结果表明:当pH值为9时突变菌的生长量更高,其酶活也更高;温度对突变菌酶活性具有较大影响,最佳生长温度为25~35℃;提高振荡器转速使得细菌生物量增加,当转速超过130 rpm后,菌液浓度有一定的降低,而转速150 rpm及以上的试验组虽然其细菌生物量有所增加,但细菌活性降低;通过优化突变菌的培养条件,突变菌YB7的酶活性可以达到0.79 ms/min,较原状土产脲酶菌提高了46%。