›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 392-396.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.068

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

化学处理方式对微生物固化砂土强度影响研究

崔明娟,郑俊杰,章荣军,苗晨曦,张君洁   

  1. 华中科技大学 岩土与地下工程研究所,湖北 武汉 430074
  • 收稿日期:2014-05-08 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 通讯作者: 郑俊杰,男,1967年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程与隧道工程方面的教学、科研与技术咨询工作。 E-mail: zhengjj@hust.edu.cn E-mail: cuimingjuan1107@163.com
  • 作者简介:崔明娟,女,1987年生,博士研究生,主要从事软土地基处理方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.51278216,No.51478201);教育部高等学校博士学科点专项科研基金(No.20130142120029);研究生创新创业项目经费(No.2015650011)。

Study of effect of chemical treatment on strength of bio-cemented sand

CUI Ming-juan, ZHENG Jun-jie, ZHANG Rong-jun, MIAO Chen-xi, ZHANG Jun-jie   

  1. Institute of Geotechnical and Underground Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074, China
  • Received:2014-05-08 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 微生物固化(microbial-induced calcite precipitation, 简称为MICP)技术是岩土工程领域新兴起的一种地基处理技术,利用微生物诱导产生的碳酸钙晶体胶结松散土颗粒,改善土体的力学特性。选用巴氏芽孢杆菌作为固化细菌,采用单一浓度(0.5、1.0 mol)和多浓度相结合(前期采用0.5 mol,后期采用1.0 mol)的化学处理方式注射胶结液(尿素/氯化钙混合液),研究化学处理方式对微生物固化砂土强度的影响。基于试验测试分析了固化砂土试样的强度、破坏模式以及碳酸钙含量。试验结果表明,化学处理方式对固化砂土试样的强度有显著影响,对破坏模式和碳酸钙含量无明显影响;多浓度相结合的化学处理方式能够以较少的灌浆次数获取较高强度的试样。最后,对化学处理方式对强度影响的机制进行深入分析。

关键词: 微生物固化, 砂土, 化学处理方式, 无侧限抗压强度试验, 机制分析

Abstract: A novel ground treatment technique, microbial-induced calcite precipitation(MICP), has recently emerged in geotechnical engineering, which utilizes the calcite precipitation to bind loose particles together; and therefore, the mechanical properties of sand can be enhanced. The objective of this study is to investigate the effect of chemical treatment on the strength of bio-cemented sand. Sporosarcina pasteurii is used to induce calcite precipitation, and all the specimens are prepared by injecting a single concentration or multiple different concentrations of chemical solutions. In this study, 0.5 and 1.0 mol urea-calcium chloride solutions are used for the former chemical treatment, while for the latter one, 0.5 mol urea-calcium chloride solution is firstly injected; and subsequently, 1.0 mol urea-calcium chloride solution is utilized. Based on the experiment, the strength, failure modes and calcite content are analyzed. From the experimental results, it can be found that chemical treatment has significant influence on the unconfined compressive strength of bio-cemented sand soil, but no pronounced effect can be seen in the failure modes and calcite content. Injecting multiple different concentrations of chemical solutions can be beneficial to obtain relative high compressive strength by using less treatment times. Finally, the mechanism analysis corresponding to the effect of chemical treatment on the strength of bio-cemented soil is further conducted.

Key words: microbial-induced calcite precipitation(MICP), sand, chemical treatment, unconfined compressive strength test, mechanism analysis

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[1] 覃玉兰, 邹新军, 曹雄. 均质砂土中水平简谐荷载与扭矩联合 受荷单桩内力、位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 147-156.
[2] 孔亮, 刘文卓, 袁庆盟, 董彤, . 常剪应力路径下含气砂土的三轴试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3319-3326.
[3] 孙逸飞, 陈 成, . 无状态变量的状态依赖剪胀方程及其本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1813-1822.
[4] 魏 星, 张 昭, 王 刚, 张建民, . 饱和砂土液化后大变形机制的离散元细观分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1596-1602.
[5] 庄海洋, 付继赛, 陈 苏, 陈国兴, 王雪剑, . 微倾斜场地中地铁地下结构周围地基液化与变形特性振动台模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1263-1272.
[6] 张 勋, 黄茂松, 胡志平, . 砂土中单桩水平循环累积变形特性模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 933-941.
[7] 陆 勇, 周国庆, 杨冬英, 宋家庆, . 砂土剪胀软化、剪缩硬化统一本构的显式计算[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 978-986.
[8] 张成功, 尹振宇, 吴则祥, 金银富, . 颗粒形状对粒状材料圆柱塌落影响的 三维离散元模拟 [J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1197-1203.
[9] 董建勋, 刘海笑, 李 洲. 适用于砂土循环加载分析的边界面塑性模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 684-692.
[10] 周翠英, 赵珊珊, 杨旭, 刘镇, . 生态酯类材料砂土改良及工程护坡应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4828-4837.
[11] 王东伟, 陆武萍, 唐朝生, 赵红崴, 李胜杰, 林銮, 冷挺, . 砂土微观结构样品制备技术及量化方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4783-4792.
[12] 沙飞, 李术才, 林春金, 刘人太, 张庆松, 杨磊, 李召峰. 砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4259-4269.
[13] 高源, 刘海笑, 李洲, . 适用于饱和砂土循环动力分析边界面 塑性模型的显式积分算法[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3951-3958.
[14] 纪文栋,张宇亭,王 洋,裴文斌, . 循环单剪下珊瑚钙质砂和普通硅质砂剪切特性对比研究[J]. , 2018, 39(S1): 282-288.
[15] 方祥位,李晶鑫,李 捷,申春妮,. 珊瑚砂微生物固化体三轴压缩试验及损伤本构模型研究[J]. , 2018, 39(S1): 1-8.
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[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[4] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[5] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[6] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[7] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[8] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[9] 胡 存,刘海笑,黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .
[10] 李术才 ,赵 岩 ,徐帮树 ,李利平 ,刘 钦 ,王育奎 . 海底隧道涌水量数值计算的渗透系数确定方法[J]. , 2012, 33(5): 1497 -1504 .