岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (11): 3410-3420.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1497CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1497
刘璐1, 2,李帅学1, 2,张鑫磊1, 2,高洪梅1, 2,王志华1, 2,肖杨3
LIU Lu1, 2, LI Shuai-xue1, 2, ZHANG Xin-lei1, 2, GAO Hong-mei1, 2, WANG Zhi-hua1, 2, XIAO Yang3
摘要:
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcite precipitation,简称MICP)技术能够有效改善珊瑚砂的力学性能。为研究微生物加固珊瑚砂的小应变动力特性,对不同加固次数 Nb 和有效围压σ0的 微生物加固珊瑚砂试样开展共振柱试验,对比分析其动剪切模量G 和阻尼比l的发展规律。试验结果表明:在小应变范围内,微生物加固珊瑚砂的动剪切模量G随 Nb 和σ0增加而显著增长;最大动剪切模量 Gmax 随 Nb 和 σ0 的增加分别表现出线性和幂律形式的增长趋势,且Gmax和无侧限抗压强度qucs存在显著的幂律相关性;随着Nb增加,微生物加固珊瑚砂的参考剪应变γ0逐渐减小,动剪切模量比衰减曲线(即G/Gmax-γd 曲线,γd 为剪应变)向下方移动,非线性特征愈发显著;同时,微生物加固珊瑚砂的最小阻尼比和最大阻尼比均有所增长,阻尼比曲线(即γ-γd 曲线)向上方移动,滞后性特征显著增强;然而,有效围压的增长对G/Gmax-γd 和γ-γd 曲线表现出相反影响趋势,非线性和滞后性特征均逐渐减弱;给出了用于描述微生物加固珊瑚砂动剪切模量和阻尼比非线性和滞后性特征的经验公式及相关参数。扫描电子显微镜试验(scanning electron microscope,简称SEM)结果表明,珊瑚砂经微生物加固后,其刚度增强主要来源于碳酸钙沉淀的胶结,裹覆和填充作用。
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