岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (8): 2376-2386.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1135CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1135
靳贵晓1, 2,林劭聪2,姜启武3, 4,黄明3, 4,李熹5
JIN Gui-xiao1, 2, LIN Shao-cong2, JIANG Qi-wu3, 4, HUANG Ming3, 4, LI Xi5
摘要: 目前关于酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme-induced calcium carbonate precipitation,EICP)技术固化砂土的渗流数学模型研究较少,现有的渗流模型未考虑EICP矿化反应中生成的碳酸钙晶体,难以预测EICP固化砂土的渗透性能。为此,基于Kozeny-Carman(K-C)方程,考虑碳酸钙晶体对孔隙填充作用、迂曲度和比表面积的影响,建立EICP固化砂土的渗流数学模型。将模型理论结果与试验结果进行对比,验证了模型的可行性和合理性,分析了孔隙率、平均粒径、碳酸钙含量和比表面积对试样渗透系数的影响。研究结果表明:提出的渗流数学模型能较好地反映不同颗粒级配以及不同胶结程度条件下EICP固化砂土的渗透系数,适用范围较广;渗透系数k 随孔隙率n 和平均粒径D50的增加而增大,k 对n的敏感性远高于D50;k随碳酸钙含量和比表面积的增加而显著下降。随着碳酸钙含量的增加,试样孔隙率逐渐下降,迂曲度逐渐增加,附着于碳酸钙晶体的水膜逐渐变厚,渗透系数显著下降。研究成果可为EICP固化砂土的工程应用提供一定的理论基础。
中图分类号: TU 42| [1] | 边汉亮, 吉培瑞, 王俊岭, 张旭钢, 徐向春, . EICP修复重金属污染土的环境耐久性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2779-2788. |
| [2] | 张津津, 李博, 余闯, 张茂雨, . 矿渣−粉煤灰地聚合物固化砂土力学特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2421-2430. |
| [3] | 董琪, 王媛, 冯迪, . 水压致裂起裂压力的细观离散元模拟及试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3270-3280. |
| [4] | 李 铮,何 川,杨赛舟,杨文波,. 城市隧道动、静水头作用下的渗流模型试验[J]. , 2018, 39(5): 1767-1774. |
| [5] | 孙潇昊,缪林昌,童天志,王呈呈, . 微生物沉积碳酸钙固化砂土试验研究[J]. , 2017, 38(11): 3225-3230. |
| [6] | 魏云杰,许 模,裴向军. 基于渗流模型的路基排水设计计算方法初探[J]. , 2006, 27(7): 1191-1194. |
| [7] | 周 辉 ,邵建富 ,冯夏庭 ,胡大伟 . 岩石细观统计渗流模型研究(Ⅱ):实例分析[J]. , 2006, 27(1): 123-126. |
| [8] | 王环玲 ,徐卫亚 ,余宏明,. 岩溶地区岩体裂隙网络渗流分析[J]. , 2005, 26(7): 1080-1084. |
| [9] | 张社荣,杨璐玲,钟登华. 裂隙岩体渗流场分析及其三维有限元程序设计[J]. , 2005, 26(1): 46-49. |
| [10] | 周 辉,邵建富,冯夏庭. 岩石细观统计渗流模型研究(Ⅰ): 理论模型[J]. , 2004, 25(2): 169-173. |
|
||