期刊文献+
共找到91篇文章
< 1 2 5 >
每页显示 20 50 100
Experimental study on mitigating wind erosion of calcareous desert sand using spray method for microbially induced calcium carbonate precipitation 被引量:4
1
作者 Monika Dagliya Neelima Satyam +1 位作者 Meghna Sharma Ankit Garg 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2022年第5期1556-1567,共12页
Wind erosion is one of the significant natural calamities worldwide, which degrades around one-third of global land. The eroded and suspended soil particles in the environment may cause health hazards, i.e.allergies a... Wind erosion is one of the significant natural calamities worldwide, which degrades around one-third of global land. The eroded and suspended soil particles in the environment may cause health hazards, i.e.allergies and respiratory diseases, due to the presence of harmful contaminants, bacteria, and pollens.The present study evaluates the feasibility of microbially induced calcium carbonate precipitation(MICP)technique to mitigate wind-induced erosion of calcareous desert sand(Thar desert of Rajasthan province in India). The temperature during biotreatment was kept at 36℃ to stimulate the average temperature of the Thar desert. The spray method was used for bioaugmentation of Sporosarcina(S.) pasteurii and further treatment using chemical solutions. The chemical solution of 0.25 pore volume was sprayed continuously up to 5 d, 10 d, 15 d, and 20 d, using two different concentration ratios of urea and calcium chloride dihydrate viz 2:1 and 1:1. The biotreated samples were subjected to erosion testing(in the wind tunnel) at different wind speeds of 10 m/s, 20 m/s, and 30 m/s. The unconfined compressive strength of the biocemented crust was measured using a pocket penetrometer. The variation in calcite precipitation and microstructure(including the presence of crystalline minerals) of untreated as well as biotreated sand samples were determined through calcimeter, scanning electron microscope(SEM), and energydispersive X-ray spectroscope(EDX). The results demonstrated that the erosion of untreated sand increases with an increase in wind speeds. When compared to untreated sand, a lower erosion was observed in all biocemented sand samples, irrespective of treatment condition and wind speed. It was observed that the sample treated with 1:1 cementation solution for up to 5 d, was found to effectively resist erosion at a wind speed of 10 m/s. Moreover, a significant erosion resistance was ascertained in15 d and 20 d treated samples at higher wind speeds. The calcite content percentage, thickness of crust,bulk density, and surface strength of biocemented sand were enhanced with the increase in treatment duration. The 1:1 concentration ratio of cementation solution was found effective in improving crust thickness and surface strength as compared to 2:1 concentration ratio of cementation solution. The calcite crystals formation was observed in SEM analysis and calcium peaks were observed in EDX analysis for biotreated sand. 展开更多
关键词 Control wind erosion microbially induced calcium carbonate precipitation(micp) Surface strength Wind tunnel Calcite precipitation
下载PDF
Application of microbially induced carbonate precipitation to form biocemented artificial sandstone 被引量:3
2
作者 Charalampos Konstantinou Giovanna Biscontin +1 位作者 Ning-Jun Jiang Kenichi Soga 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2021年第3期579-592,共14页
It is difficult to collect and characterise well-preserved samples of weakly-cemented granular rocks as conventional sampling techniques often result in destruction of the cementation.An alternative approach is to pre... It is difficult to collect and characterise well-preserved samples of weakly-cemented granular rocks as conventional sampling techniques often result in destruction of the cementation.An alternative approach is to prepare synthetic geomaterials to match required specifications.This paper introduces microbially induced carbonate precipitation(MICP)as a method to reliably deliver artificiallycemented specimens with customised properties,closely resembling those of soft carbonate sandstones.The specimens are generated from materials with two highly different particle size distributions(PSDs)to access a range of achievable combinations of strengths and porosities.The MICP parameters are kept constant across all samples to obtain similar calcium carbonate characteristics(size of individual crystals,type,etc.),while injected volume is varied to achieve different cementation levels.Although uniform cementation of very coarse sands has been considered very difficult to achieve,the results show that both the fine and coarse sand specimens present high degrees of uniformity and a good degree of repeatability.The unconfined compressive strengths(UCSs)(less than 3000 kPa)and porosities(0.25e0.4)of the artificial specimens fall in the same range of values reported for natural rocks.The strength gainwas greater in the fine sand than that in the coarse sand,as the void size in the latter was significantly larger compared to the calcium carbonate crystals’size,resulting in precipitation on less effective locations,away from contacts between particles.The strengths and porosities obtained for the two sands in this work fall within ranges reported in the literature for natural soft rocks,demonstrating theMICP technique is able to achieve realistic properties and may be used to produce a full range of properties by varying the grain sizes,and possibly the width of PSD. 展开更多
关键词 Granular rocks Biocementation microbially induced carbonate precipitation (micp) Grain size UNIFORMITY Efficiency Artificial rock
下载PDF
Biomineralization and mineralization using microfluidics:A comparison study
3
作者 Yang Xiao Xiang He +3 位作者 Guoliang Ma Chang Zhao Jian Chu Hanlong Liu 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2024年第2期661-669,共9页
Biomineralization through microbial process has attracted great attention in the field of geotechnical engineering due to its ability to bind granular materials,clog pores,and seal fractures.Although minerals formed b... Biomineralization through microbial process has attracted great attention in the field of geotechnical engineering due to its ability to bind granular materials,clog pores,and seal fractures.Although minerals formed by biomineralization are generally the same as that by mineralization,their mechanical behaviors show a significant discrepancy.This study aims to figure out the differences between biomineralization and mineralization processes by visualizing and tracking the formation of minerals using microfluidics.Both biomineralization and mineralization processes occurred in the Y-shaped sandcontaining microchip that mimics the underground sand layers.Images from different areas in the reaction microchannel of microchips were captured to directly compare the distribution of minerals.Crystal size and numbers from different reaction times were measured to quantify the differences between biomineralization and mineralization processes in terms of crystal kinetics.Results showed that the crystals were precipitated in a faster and more uncontrollable manner in the mineralization process than that in the biomineralization process,given that those two processes presented similar precipitation stages.In addition,a more heterogeneous distribution of crystals was observed during the biomineralization process.The precipitation behaviors were further explained by the classical nucleation crystal growth theory.The present microfluidic tests could advance the understanding of biomineralization and provide new insight into the optimization of biocementation technology. 展开更多
关键词 microbially induced carbonate precipitation (micp) Biocementation CRYSTAL Calcium carbonate NUCLEATION
下载PDF
采用MICP加固不同掺砂比例粉土的试验研究 被引量:2
4
作者 赵志峰 刘德民 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期270-277,共8页
针对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)处理对象多为单一级配土体的现状,开展颗粒级配对MICP加固效果影响的试验研究.通过在粉土中掺入不同比例的标准砂来配置5种不同级配的土样.选用巴氏芽孢杆菌作为微生物,尿素和氯化钙作为胶结液来进行MIC... 针对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)处理对象多为单一级配土体的现状,开展颗粒级配对MICP加固效果影响的试验研究.通过在粉土中掺入不同比例的标准砂来配置5种不同级配的土样.选用巴氏芽孢杆菌作为微生物,尿素和氯化钙作为胶结液来进行MICP处理.由于制样的密实程度会影响加固效果,将每种级配试样的干密度控制为5个水平.通过试验研究掺砂比例、密实水平等对加固效果的影响.结果表明:试样经过MICP处理得到了整体加固,在粉土中掺入一定比例砂土有助于提高水稳定性.掺砂比例和密实水平对CaCO_(3)生成量和无侧限抗压强度都有影响.在粉土中掺入适量的砂土颗粒有利于提高加固强度;但当砂土掺量过高时,对加固效果有不利影响.增加制样干密度在一定程度上有助于获得更高的强度,但加固强度并不完全取决于初始干密度或孔隙比. 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 粉土 掺砂比例 加固强度
下载PDF
采煤地裂缝MICP修复规律及影响因素实验研究 被引量:1
5
作者 李涛 高颖 +4 位作者 闫敬旺 张嘉睿 寇规规 马腾飞 梅奥然 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期99-108,共10页
西北黄土覆盖区采煤地裂缝造成浅表水资源漏失和土体失稳,为此开展黄土覆盖区采煤地裂缝微生物诱导碳酸钙(CaCO_(3))沉淀(Microbial Induced Carbonate Precipitation,MICP)修复实验研究。以陕北柠条塔煤矿为研究背景,对采煤地裂缝特征... 西北黄土覆盖区采煤地裂缝造成浅表水资源漏失和土体失稳,为此开展黄土覆盖区采煤地裂缝微生物诱导碳酸钙(CaCO_(3))沉淀(Microbial Induced Carbonate Precipitation,MICP)修复实验研究。以陕北柠条塔煤矿为研究背景,对采煤地裂缝特征进行观测,揭示采煤地裂缝发育特征。结合矿山压力观测,划分黄土采煤地裂缝类型。基于采煤地裂缝分类和特征,采用无侧限抗压实验、三轴抗压实验、变水头渗透实验及三轴渗透实验,对比测试了两类裂缝黄土MICP修复样品的力学和水理参数。基于修复体pH、MICP CaCO_(3)产量和扫描电镜测试结果,剖析采煤地裂缝MICP修复影响因素。结果表明:黄土覆盖区采煤地裂缝可分为边界地裂缝和内部地裂缝2种类型。边界地裂缝条件下,菌液和胶结液的最佳比例为1.2∶1.0。内部地裂缝条件下,裂缝充填物中风积沙与黄土的最佳比例为1∶1,菌液和胶结液的最佳比例为1∶1。黄土覆盖区不同类型采煤地裂缝的开度差异,造成CaCO_(3)产率相差31.2%,因此,边界地裂缝较内部地裂缝最佳MICP修复液中胶结液成分所占比例更大。裂缝充填物中风积沙与黄土为1∶1时,充填物与修复液混合体的pH为9.2。该pH环境CaCO_(3)产率可达88%,促进了MICP高效运行。研究成果为黄土覆盖区采煤地裂缝修复提供了参考。 展开更多
关键词 采煤 黄土 地裂缝 微生物固化 物理特性
下载PDF
椰壳纤维-MICP复合改良膨胀土强度特性 被引量:1
6
作者 袁童 雷学文 +3 位作者 艾东 安然 陈昶 陈欣 《水利与建筑工程学报》 2023年第3期105-111,共7页
采用椰壳纤维联合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对南水北调中线工程南阳段的膨胀土进行试验改良,开展无侧限抗压强度试验,对比分析素土、纤维土、MICP土以及复合改良土的应力应变特征曲线和破坏形态,并利用响应面法试验研究了椰壳纤... 采用椰壳纤维联合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对南水北调中线工程南阳段的膨胀土进行试验改良,开展无侧限抗压强度试验,对比分析素土、纤维土、MICP土以及复合改良土的应力应变特征曲线和破坏形态,并利用响应面法试验研究了椰壳纤维掺量、处理液掺量和胶结液浓度对改良膨胀土无侧限抗压强度的影响,得其最优配比。结果表明:单掺纤维和MICP技术改良均可提升膨胀土的无侧限抗压强度,而复合改良土强度提升最明显,纤维最佳掺量为0.5%;在轴向压力作用下,素土破坏形态表现为“脆性破坏”,MICP土表现为“完全脆性破坏”,纤维土表现为“塑性破坏”,复合改良土表现为“弹塑性破坏”;经统计软件方差分析,对复合改良土强度影响最主要因素是胶结液浓度,其次为处理液掺量、纤维掺量。 展开更多
关键词 椰壳纤维 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 复合改良 膨胀土 无侧限抗压强度 破坏形态
下载PDF
MICP加固钙质砂的耐久性试验研究
7
作者 汤佳辉 彭劼 +2 位作者 许鹏旭 卫仁杰 李亮亮 《河北工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第1期29-34,共6页
南海岛礁建设中,钙质砂是易于获取的原材料,但也存在孔隙多、易破碎等不足。为保证岛礁建设的安全稳定,设计经微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)加固后钙质砂试样在海水、纯水环境下分别进行浸泡与干湿循环试验,以探究不同环境与处理方式对MIC... 南海岛礁建设中,钙质砂是易于获取的原材料,但也存在孔隙多、易破碎等不足。为保证岛礁建设的安全稳定,设计经微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)加固后钙质砂试样在海水、纯水环境下分别进行浸泡与干湿循环试验,以探究不同环境与处理方式对MICP加固钙质砂样耐久性能的影响。结果表明:(1)经MICP加固的钙质砂具有较好的抗侵蚀能力,通过增加钙质砂的加固轮次能够有效地提高试样的耐久性能,其在海水中干湿循环时劣化最快,在纯水中浸泡时劣化最慢;(2)持续浸泡与干湿循环均会对试样耐久性造成不利影响,干湿循环的劣化作用更大;(3)控制其余变量不变时,海水环境下试样耐久性能的劣化比纯水环境下更严重。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 钙质砂 人工海水环境 干湿循环 耐久性能
下载PDF
胶结液浓度对MICP固化残积土力学性能影响及机理研究
8
作者 陈欣 安然 +1 位作者 汪亦显 陈昶 《水利与建筑工程学报》 2023年第6期100-106,149,共8页
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... 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2 mol/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2 mol/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。 展开更多
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
下载PDF
利用Triton X-100提升巴氏芽孢杆菌脲酶活性的效果
9
作者 肖瑶 邓华锋 +2 位作者 李建林 熊雨 程雷 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期205-211,共7页
微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术是近年来发展起来的一种新型绿色加固技术,如何提升MICP技术的加固效能一直是学者关注的热点,本工作重点结合巴氏芽孢杆菌产脲酶原理和非离子表面活性剂的特点,设计采用非离子表面活性剂Triton X-100提升... 微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术是近年来发展起来的一种新型绿色加固技术,如何提升MICP技术的加固效能一直是学者关注的热点,本工作重点结合巴氏芽孢杆菌产脲酶原理和非离子表面活性剂的特点,设计采用非离子表面活性剂Triton X-100提升MICP效能的试验研究。结果表明:(1)在单因素试验结果的基础上,通过响应面试验分析确定了活性剂的最优处理条件,即掺量1.37%、处理时间5.02 h、处理温度34.28℃、菌胶比1∶2.11;(2)采用最优条件处理的巴氏芽孢杆菌对钙质砂进行加固后,钙质砂固化体碳酸钙含量和无侧限抗压强度分别提升了25.48%和22.83%;(3)非离子表面活性剂Triton X-100增大了巴氏芽孢杆菌的细胞膜通透性,一方面使得更多的胞内脲酶释放到细胞外,同时更多的尿素分子进入到细胞内,促进了尿素水解,提升了碳酸钙的生成速率;另一方面使得以细菌为核点生成的碳酸钙胶凝体的结构更为致密,在这两方面作用下,MICP效能得到有效提升。相关思路和研究结果可为MICP加固效果的提升提供新的参考和思路。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸盐沉积 脲酶 非离子表面活性剂 细胞膜通透性 响应面法
下载PDF
低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀加固尾矿砂试验研究
10
作者 赖永明 俞缙 +3 位作者 刘士雨 蔡燕燕 涂兵雄 刘谦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1583-1596,共14页
开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法... 开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法加固尾矿砂效果。通过分析pH值对脲酶活性和碳酸盐体系平衡的影响,结合扫描电子显微镜和X射线衍射试验观察尾矿砂微观结构,揭示低pH值下MICP加固尾矿砂机制。结果表明,低pH值下MICP方法可以显著提高尾矿砂力学性能,一轮喷淋处理后尾矿砂的风蚀质量为0,渗透系数最大可降低一个数量级,pH值为4的高浓度菌液处理后的尾矿砂风雨侵蚀质量也为0。低pH值暂时抑制了脲酶活性,打破了碳酸盐体系的平衡,延缓了碳酸钙的生成,使得方解石均匀填充于粒间孔隙,将尾矿砂颗粒胶结为整体。提出的尾矿库加固及尾矿砂治理新技术及其加固机制,为低pH值下MICP加固尾矿砂应用提供了理论与试验依据。 展开更多
关键词 低PH值 微生物诱导碳酸盐沉淀(micp) 尾矿砂 脲酶活性 碳酸盐体系平衡
下载PDF
MICP矿化产物中钙离子利用率的影响因素及微观物相分析 被引量:4
11
作者 段宇 徐国宾 +1 位作者 杨德锋 闫玥 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2306-2313,共8页
钙离子利用率是微生物诱导碳酸钙沉积矿化技术中一项重要指标和参数,待矿化钙离子能否参与到矿化反应和如何被利用是这项技术的关键。本文借助紫外线吸光度法、电导率法和EDTA滴定法等技术手段,分析了待胶结菌液浓度和脲酶活性的时变规... 钙离子利用率是微生物诱导碳酸钙沉积矿化技术中一项重要指标和参数,待矿化钙离子能否参与到矿化反应和如何被利用是这项技术的关键。本文借助紫外线吸光度法、电导率法和EDTA滴定法等技术手段,分析了待胶结菌液浓度和脲酶活性的时变规律,阐述了不同胶结配比对矿化反应过程中钙离子利用率的影响。结果表明:在胶结过程中,细菌的浓度和脲酶活性会逐渐降低;在合理浓度范围内,钙离子利用率随菌液浓度以及胶结液浓度的增大而提高,最高可达99.73%。进而通过X射线衍射、扫描电镜检测来揭示矿化产物的形成机理,分析得出:球霰状碳酸钙晶体是钙离子在有机质的调控下依托细菌表面的成核位点富集矿化而成,矿化产物中碳酸钙晶体尺寸大小和形态受菌液和胶结液配比浓度的影响。本研究对于微生物诱导矿化反应生成碳酸钙在工程材料领域的应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙矿化沉淀技术 钙离子利用率 时变规律 微观结构 物相分析
下载PDF
微生物岩土工程技术的过去、现在与未来
12
作者 王双娇 李志清 +3 位作者 田怡帆 李燕明 周应新 李丹丹 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期236-264,共29页
微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制... 微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制。文章梳理了微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)的研究现状,系统归纳了固化原理和改良岩土体的物理力学特性,并分析得出固化效率主要受到反应物自身和外部环境两方面的影响。当前MICP技术已初步应用于土体固化、裂缝修复、防渗处理、污染修复及微生物水泥等领域,但由于矿化难以均匀、反应物不经济、微生物及脲酶活性期短且受环境干扰大、代谢产物附带毒性、现场应用性差,该技术目前主要限于实验室水平。作者分别提出了可能的突破与改进方向,并结合实验室成果指出豆粕进行菌体扩培和脲酶供给的碳源优势,以及将磷石膏作为现场钙源的环保性和经济性,以期为从事微生物岩土工程研究与技术开发的人员提供参考。 展开更多
关键词 微生物岩土工程 微生物地质工程 微生物诱导碳酸钙沉积 巴氏芽孢杆菌 脲酶 磷石膏
下载PDF
生物炭联合微生物矿化技术改善软土力学性能试验研究
13
作者 崔秀丽 李佳禧 +2 位作者 谢佳旻 林军 庞书孟 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第7期134-146,共13页
【目的】实现对软土地基的绿色加固对工程建设及生态环境具有重要意义。为此,采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术和生物炭联合固化软土。【方法】首先确定了MICP灌浆最优细菌浓度和胶结液浓度,在此基础上,研究了不同生物炭含量联合微... 【目的】实现对软土地基的绿色加固对工程建设及生态环境具有重要意义。为此,采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术和生物炭联合固化软土。【方法】首先确定了MICP灌浆最优细菌浓度和胶结液浓度,在此基础上,研究了不同生物炭含量联合微生物矿化技术加固提升软土的抗剪强度参数。通过直剪试验,得到MICP联合生物炭固化软土的内摩擦角和黏聚力。基于扫描电子显微镜(SEM)测试、X射线衍射(XRD)和能谱试验(EDS),获得了固化软土的微观结构、矿物成分及元素分布特征。【结果】结果表明:(1)MICP能够提升软土内摩擦角和黏聚力,在最优菌液浓度OD 600=0.9,胶结液浓度为1.0 mol/L的条件下,养护28 d时,MICP固化软土的最大内摩擦角为11.3°,最大黏聚力为12.15 kPa;添加生物炭后,MICP固化软土内摩擦角和黏聚力得到显著提升,添加12%生物炭,养护28 d时,内摩擦角最大为20.8°,相应条件下的黏聚力最大值为16.61 kPa。养护周期28 d内,试样内摩擦角和黏聚力提升速率在前14 d明显高于后14 d,表明微生物矿化技术主要在养护前期发挥作用。(2)微观测试表明,经MICP处理的软土中均可观察到碳酸钙,添加生物炭后在生物炭和软土界面处观察到大量碳酸钙晶体。(3)EDS测试结果表明,土颗粒表面有明显的钙、碳和氧元素分布。【结论】研究结果证实了生物炭协同MICP技术固化软土具有可行性,为滨海软土地层的绿色加固提供了新的思路。【目的】实现对软土地基的绿色加固对工程建设及生态环境具有重要意义。【方法】采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术和生物炭联合固化软土。首先确定了MICP灌浆最优细菌浓度和胶结液浓度,在此基础上,研究了不同生物炭含量联合微生物矿化技术加固提升软土的抗剪强度参数。通过直剪试验,得到MICP联合生物炭固化软土的内摩擦角和黏聚力。基于扫描电子显微镜(SEM)测试、X射线衍射(XRD)和能谱试验(EDS),获得了固化软土的微观结构、矿物成分及元素分布特征。【结果】结果表明:MICP能够提升软土内摩擦角和黏聚力,最优菌液浓度为OD 600=0.9,胶结液浓度为1.0 mol/L,养护28 d时,MICP固化软土的最大内摩擦角为11.3°,最大黏聚力为12.15 kPa。添加生物炭后,MICP固化软土内摩擦角和黏聚力得到显著提升。最大内摩擦角为添加12%生物炭,养护28 d时的20.8°,相应条件下的黏聚力最大值为16.61 kPa。养护周期28 d内,试样内摩擦角和黏聚力提升速率在前14 d明显高于后14 d,表明微生物矿化技术主要在养护前期发挥作用。微观测试表明:经MICP处理的软土中均可观察到碳酸钙,添加生物炭后在生物炭和软土界面处观察到大量碳酸钙晶体。EDS测试结果表明土颗粒表面有明显的钙、碳和氧元素分布。【结论】研究结果证实了生物炭协同MICP技术固化软土具有可行性,为滨海软土地层的绿色加固提供了新的思路。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 软土 生物炭 内摩擦角 黏聚力 力学性能
下载PDF
砂土基MICP土工材料剪切强度试验及可靠性分析 被引量:3
14
作者 斯日古楞 毕力贡 李驰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期795-800,821,共7页
选用巴氏芽孢杆菌,以不同粒径砂土为岩土基质,应用微生物诱导矿化技术生成MICP-土工材料试样,自然养护7d后,应用直剪仪进行了抗剪强度测试试验。结果表明,MICP-细砂土内摩擦角范围最大,MICP-粗粒砂土内摩擦角范围最小,这与微生物诱导生... 选用巴氏芽孢杆菌,以不同粒径砂土为岩土基质,应用微生物诱导矿化技术生成MICP-土工材料试样,自然养护7d后,应用直剪仪进行了抗剪强度测试试验。结果表明,MICP-细砂土内摩擦角范围最大,MICP-粗粒砂土内摩擦角范围最小,这与微生物诱导生成的矿化物填充空隙的过程中形成胶结作用有重要的关系,粗粒砂土空隙大,MICP材料强度的增长主要依靠诱导生成的碳酸钙咬合力;中粗砂粒土表面粗糙度的提高有效增强了矿化土工材料的强度;细砂土主要是填充空隙,材料更加密实,导致抗剪强度最大。再运用多项式混沌扩展(PCE)方法建立代理模型,求得其前四阶统计矩,对内摩擦角输出响应的不确定性进行了量化。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 砂土基质 抗剪强度 多项式混沌展开法 不确定性量化
下载PDF
微生物矿化加固砂土的试验研究
15
作者 陈洪运 张尧 温琪 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2024年第1期8-13,共6页
近年来微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术作为一种新型的绿色加固方法,得到了广泛研究,但传统的MICP固化方式注浆管法存在管口易堵塞且固化试样强度分布不均匀的问题,为改善MICP固化土体的强度分布不均匀性问题,利用巴士芽孢杆菌BNCC33739... 近年来微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术作为一种新型的绿色加固方法,得到了广泛研究,但传统的MICP固化方式注浆管法存在管口易堵塞且固化试样强度分布不均匀的问题,为改善MICP固化土体的强度分布不均匀性问题,利用巴士芽孢杆菌BNCC337394开展了使用新型柔性土工模具加固砂土的试验研究。通过对固化试样的CaCO_(3)含量分布,无侧限抗压强度,试样的均匀性等方面进行分析,综合评价利用新型土工模具加固砂土的效果。结果表明:利用新型柔性土工模具固化砂土具有较好效果,经固化后的试样无侧限抗压强度可达3.07MPa,且固化试样均匀性良好。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 砂土固化 强度 均匀性
下载PDF
多试验因素耦合下MICP固化砂土的试验研究 被引量:8
16
作者 徐宏殷 练继建 闫玥 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期517-526,共10页
为了优选MICP(microbial induced carbonate precipitation)固化砂土过程中的试验因素,采用中心注浆法耦合6个试验因素,以圆形硅质砂为试验材料,根据正交试验的设计原则进行了25种工况的MICP砂柱固化试验.检测了砂柱固化过程中反应前后C... 为了优选MICP(microbial induced carbonate precipitation)固化砂土过程中的试验因素,采用中心注浆法耦合6个试验因素,以圆形硅质砂为试验材料,根据正交试验的设计原则进行了25种工况的MICP砂柱固化试验.检测了砂柱固化过程中反应前后Ca^2+浓度变化和固化后砂柱各部位的CaCO3晶体含量,并采用SEM观测了砂柱内部CaCO3晶体的微观形态.通过分析各个试验因素对Ca^2+利用率的影响,发现影响Ca^2+利用率的主要因素有菌液浓度、胶结液浓度和矿化反应时间,且菌液浓度越高,胶结液浓度越低,反应时间越长,Ca^2+利用率越高.菌液静置过程中存在细菌下沉现象,从而影响CaCO3晶体的生成位置.固化砂柱内部CaCO3晶体分布的研究结果表明,矿化生成的CaCO3会随着砂土中的水流迁徙,浆液的流速越大,砂柱内部晶体的平均含量越高,且分布越均匀.SEM的观测结果显示,固化砂柱内部CaCO3晶体以方解石为主,但胶结液浓度会影响晶体的尺寸大小.当胶结液浓度高于750 mmol/L时,CaCO3晶体呈现堆叠式发展.当菌液浓度较高并且胶结液静置时间较短时,会出现球霰石的晶体形态.MICP固化砂土的强度随CaCO3含量的增加而升高,但同时会受到晶体的分布以及大小等因素的影响.MICP固化砂土试验因素的优选结果为:菌液的OD600值0.5~1.0,菌液静置时间3 h,胶结液浓度不高于500 mmol/L,浆液的流速与传输距离相关,胶结液的最优静置时间为使Ca^2+完全消耗. 展开更多
关键词 micp 砂土固化 CaCO3晶体 试验因素优选
下载PDF
MICP联合纤维加筋改性钙质砂的动力特性研究 被引量:9
17
作者 王瑞 泮晓华 +4 位作者 唐朝生 吕超 王殿龙 董志浩 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2643-2654,共12页
为了提高我国南海钙质砂地基的抗液化性能,提出利用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术联合纤维加筋技术对钙质砂进行改性处理。通过开展动三轴试验,对比分析了改性前后钙质砂试样的动应变、动孔压、应力-应变滞回曲线以及动弹性模量的发... 为了提高我国南海钙质砂地基的抗液化性能,提出利用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术联合纤维加筋技术对钙质砂进行改性处理。通过开展动三轴试验,对比分析了改性前后钙质砂试样的动应变、动孔压、应力-应变滞回曲线以及动弹性模量的发展规律和演化特征,并结合扫描电镜(SEM)试验探究了MICP和纤维加筋技术对钙质砂的联合改性机制。研究结果表明:(1)MICP技术可以明显改善钙质砂试样的抗变形与抗液化性能,相比于未胶结处理试样,仅MICP处理试样的动应变和动孔压分别降低了95.74%和92.46%;(2)纤维的掺入进一步提升了MICP的改性效果,相比于仅MICP处理试样,MICP和纤维加筋联合处理试样的动应变和动孔压分别降低了74.32%和74.18%;(3)MICP和纤维加筋技术通过减轻试样在循环荷载作用下的循环活动强度和能量耗散、提高试样的动弹性模量和减小动弹性模量的衰减速率,从而实现试样抗变形与抗液化性能的显著提高;(4)SEM试验分析结果表明,MICP与纤维对钙质砂动力特性的改善具有协同作用。纤维的掺入为细菌提供了更多的附着场所,促进了碳酸钙晶体的生成量,该部分碳酸钙不仅增加了颗粒间的胶结强度,同时也将纤维固定在砂颗粒上增强了纤维网的约束作用。 展开更多
关键词 钙质砂 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 纤维加筋 动三轴试验 地基液化 扫描电镜(SEM)
下载PDF
青海强盐渍粉砂土MICP的有效性探索 被引量:5
18
作者 胡坪伸 张文 +3 位作者 赵媛 杨晓旭 侯福星 袁媛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期65-73,共9页
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... 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。在强盐渍粉砂土中进行微生物矿化试验,一周时间内,可以使盐渍粉砂土柱中的碳酸钙含量增加8.11%,碳酸钙主要以球霰石为主;土柱的孔隙率降低6.12%,孔径由4~40μm大孔隙为主,变为以0.4~4μm的中孔隙为主,孔径分布范围变小了65%~68%;土柱的基本力学强度指标值得到提升。研究表明:该新型原生高产脲酶微生物对青海强盐渍土环境具有良好的耐受性,经过对其矿化诱导,可以产生球霰石沉淀,并能有效地黏结盐渍土颗粒,实现对盐渍土固强的目的。研究提供了在强盐渍土中进行微生物提取和矿化固强的研究方法,为探索高盐极端环境岩土材料MICP的有效性,提供一种新思路。 展开更多
关键词 强盐渍土 高产脲酶微生物 微生物矿化 脲酶活性
下载PDF
海水环境下MICP胶结钙质砂干湿循环试验研究 被引量:4
19
作者 李艺隆 国振 +1 位作者 徐强 李雨杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1740-1749,共10页
为了探究微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在海水环境中胶结钙质砂的适用性与MICP胶结体的耐干湿循环性能,分别在海水与淡水环境中试验MICP胶结钙质砂,并在海水环境中对MICP胶结的钙质砂进行干湿循环.基于能谱分析(EDS)与X射线衍射(XRD)分析... 为了探究微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在海水环境中胶结钙质砂的适用性与MICP胶结体的耐干湿循环性能,分别在海水与淡水环境中试验MICP胶结钙质砂,并在海水环境中对MICP胶结的钙质砂进行干湿循环.基于能谱分析(EDS)与X射线衍射(XRD)分析胶结体元素与矿物组成.通过无侧限抗压强度试验、称重,构建胶结体的力学性质、质量损失与干湿循环的关系,利用扫描电子显微镜(SEM)分析干湿循环弱化机制.结果表明:海水环境中MICP对钙质砂的胶结效果优于淡水环境;海水环境中MICP胶结的钙质砂体具有比淡水环境中胶结的钙质砂更高的耐干湿循环性能,21次干湿循环后,海水、淡水环境胶结试样的无侧限抗压强度分别下降至原样的30%和7.53%;干湿循环减弱了颗粒表面粗糙度与粒间胶结强度,宏观上表现为MICP胶结的钙质砂体的强度、刚度的降低. 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(micp) 钙质砂 干湿循环 海水 无侧限抗压强度试验 质量损失
下载PDF
不同胶结程度MICP固化珊瑚砂的无侧限压缩离散元分析 被引量:2
20
作者 章懿涛 方祥位 +3 位作者 胡丰慧 姚志华 吴焕然 申春妮 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第4期18-26,共9页
利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型,通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来模拟MICP胶结,考虑珊瑚砂珊瑚砂颗粒、珊瑚砂碳酸钙颗粒及碳酸钙碳酸钙颗粒的接触,分析不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的... 利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型,通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来模拟MICP胶结,考虑珊瑚砂珊瑚砂颗粒、珊瑚砂碳酸钙颗粒及碳酸钙碳酸钙颗粒的接触,分析不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的颗粒位移、微裂纹发展及微裂纹分布等细观特征,解释了其宏观变形和破坏机制。结果表明:在无侧限压缩情况下,主要是材料两端发生较大位移和破坏,中间部分位移较小;数值试样加载过程中,裂纹发展可分为3个阶段,即压密阶段、裂纹扩展阶段及裂纹急剧增长阶段;随着胶结程度的提高,试样从大块脱落破坏向小块或零散颗粒脱落破坏转变,拉、剪裂纹数目比值变小,试样微裂纹数目在各个方向上的差异逐渐减小,裂纹扩展更加均匀。建立的离散元模型能较好地模拟MICP胶结,为更充分地认识珊瑚砂MICP胶结固化体的宏观变形与破坏机制奠定了基础。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 珊瑚砂 离散单元法 无侧限压缩
下载PDF
上一页 1 2 5 下一页 到第
使用帮助 返回顶部