岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (12): 3403-3415.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0134
熊雨,邓华锋,李建林,程雷,朱文羲
XIONG Yu, DENG Hua-feng, LI Jian-lin, CHENG Lei, ZHU Wen-xi
摘要: 为了提升微生物固化砂土的效果,考虑火山灰的多孔结构及活性特征,设计进行了火山灰增强微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化砂土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析了火山灰对微生物固化砂土的增强效果及增强机制。结果表明:(1)火山灰能够显著提高砂土微生物加固过程中的固菌率和胶结物产量,火山灰掺量在10%左右达到最佳,与常规MICP相比,固菌率提高了118.28%,胶结物生成量提高了29.55%。(2)火山灰的掺入提高了固化体的抗压强度和抵抗变形的能力,不同围压下固化体的抗压强度提升了52.26%~62.96%,破坏时的应变增加了100.00%~112.58%。(3)火山灰掺入后,固化体的孔隙大小及孔隙率明显减小,整体的密实性及抗渗性能进一步提升,孔隙率从20.12%减小为14.17%,渗透系数降低了一个数量级。(4)火山灰对微生物固化砂土的增强机制主要包括3个方面,一方面,火山灰在砂颗粒间起到了良好的充填作用,大幅减少了颗粒间的大孔隙,使得固化体的密实性增强;另一方面,火山灰良好的吸附作用有效提高了试样内细菌的含量,使固化体碳酸钙的产量及分布的均匀性均增加;第3方面,火山灰中的活性物质参与反应生成的胶凝物质与碳酸钙晶体形成复合凝胶体,使得固化体的胶结性能和密实程度进一步增强。
中图分类号:
[1] | 王磊, 陈礼鹏, 刘怀谦, 朱传奇, 李少波, 范浩, 张帅, 王安铖, . 不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 144-158. |
[2] | 陈星, 李建林, 邓华锋, 党莉, 刘奇, 王兴霞, 王伟, . 卸荷蠕变条件下软硬相接岩层非协调变形规律研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 303-316. |
[3] | 孙杰豪, 郭保华, 田世轩, 程坦, . 峰前循环剪切作用下岩石节理剪切力学特性[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 52-62. |
[4] | 陈光波, 张俊文, 贺永亮, 张国华, 李谭, . 煤岩组合体峰前能量分布公式推导及试验[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 130-143. |
[5] | 喻成成, 卢正, 姚海林, 刘杰, 詹永祥, . 微生物诱导碳酸钙沉淀改性膨胀土试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 157-163. |
[6] | 周辉, 宋明, 张传庆, 杨凡杰, 路新景, 房后国, 邓伟杰, . 三轴应力下水对泥质砂岩力学特性 影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2391-2398. |
[7] | 贺桂成, 谢元辉, 李咏梅, 李春光, 唐孟媛, 张志军, 伍玲玲. 微生物胶结砂岩型铀矿砂的抗渗性能试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2504-2514. |
[8] | 马利遥, 胡斌, 陈勇, 崔凯, 丁静, . 不同渗透水压下完整泥页岩剪切−渗流特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2515-2524. |
[9] | 刘成禹, 郑道哲, 张向向, 陈成海, 曹洋兵, . 冻融温变速率对岩石受载特性的影响规律[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2071-2082. |
[10] | 刘旭锋, 周扬一, . 多轴压缩条件下层状硬质片岩的力学特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2213-2221. |
[11] | 徐龙飞, 翁效林, WONG Henry, FABBRI Antonin, 朱谭谭, . 温、湿控制生土三轴试验装置的研制与应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2327-2336. |
[12] | 钟文, 朱文韬, 曾鹏, 黄震, 王晓军, 郭钟群, 胡凯建, . 浸矿开采对离子型稀土基岩力学特性的影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1481-1492. |
[13] | 陶志刚, 郭爱鹏, 何满潮, 张瑨, 夏敏, 王鼎, 李梦楠, 朱珍, . 微观负泊松比锚杆静力学特性及其工程应用研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 808-818. |
[14] | 李驰, 田蕾, 董彩环, 张永锋, 王燕星, . MICP技术联合多孔硅吸附材料对锌铅 复合污染土固化/稳定化修复的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 307-316. |
[15] | 张文博, 柏巍, 孔令伟, 樊恒辉, 岳秀, . 淋溶时间对红黏土物理力学特性的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 443-452. |
|