于立通 刘潇

摘  要： 根据DSC2000动三轴系统，进行了一系列饱和标准砂土不排水动三轴试验。来验证微生物灌浆加固技术对提高地基土抗液化性能的效果，并针对不同的微生物灌浆加固方案进行了对比探究。

关键词： MICP灌浆技术;动三轴试验;液化特性

1、引言

目前，国内外MICP注浆技术在颗粒材料中的研究，大多都是针对较密实的砂土（土体初始密度约为1.6g/cm3），由于松砂和密砂的力学性质有明显的差别，故MICP注浆技术在液化砂土地基中的应用，需要进行专门的研究与测试。然而，关于MICP注浆加固液化砂土地基的可行性与有效性的直接评价，即MICP注浆加固砂土的动力和抗液化性能，还鲜有系统研究和测试，这是影响该方法真正应用于液化地基加固的瓶颈之一。为该技术应用于实际工程迈出了重要的一步。

2、试验仪器、试样设备及试验方法

2.1试验仪器

本文试验采用英国VJ Tech公司生产的DSC2000动三轴试验系统，主要包括轴向加载装置、围压控制装置、反压控制器、压力室等几部分构成，可以进行单双向振动和非饱和土的动力试验，性能稳定可靠。试验过程由clisp.studio软件来控制，可以实时查看土样的动孔隙水压力和动应变，便于了解土样的应力应变状态。

2.2试样设备和试验方法

试验所用土样为饱和标准砂土。进行灌浆加固前先进行砂土制样，试样尺寸为直径d=39.1 mm，高度h=80 mm的重塑土样。分四层击实，各层接触面要进行刮毛保证接触良好。

目前，为了简化试验设备和试验方法，常采用动三轴仪近似模拟某一埋深的土体单元，并将实际地震波按震级大小进行简化模拟，按周期循环荷载（正弦波、矩形波、锯齿波等）施加。此外，砂样应尽可能模拟现场土层的实际状况，如：密实度、饱和度及结构等方面。且由于地震作用时间较短，超静孔隙水压力不易消散，故试验过程中采取不排水方法进行。

试验采用通水加反压的方法进行饱和，饱和度是根据B值来测定的，当孔隙水压力系数B值达到95%以上认为满足饱和要求。然后进入固结阶段，打开排水阀，使试样排水固结。振动阶段，这个阶段分为两部分，动强度试验和动弹模量试验。

3、试验结果分析

本组试验方案是控制相同砂土相对密实度，相同有效围压和固结比。本文使用的微生物种类为的S.pasteurii，其主要特点为易产脲酶。通过不同的MICP灌浆加固培养时间来探究微生物改良土的抗液化情况。本试验控制灌注培育时间分为3小时，6小时，9 小时，12小時，24小时，分别对MICP灌浆加固试样在不同动剪应力比DSR下进行对比试验。

从图2可以看出当培养时间为3小时，6小时，9小时微生物改良土样的加固效果的呈逐级上升趋势，每经过一个时间段，土样的抗液化强度都明显幅度的提高。而从9小时开始，9小时，12小时，24小时，这三个时间段的培养时间，其加固试样在同等应力比DSR下，液化破坏振次并没有明显增大，几乎保持不变。即抗液化强度几乎没有发生变化，其凝结的CaCO3胶凝物质含量也没有提高。从图得出从9小时开始土样的加固效果就趋于稳定。经过一系列室内动三轴试验可以得出得出微生物改良土样逐渐趋于稳定的最佳时间为8-9小时。

结论：通过不同的MICP灌浆加固时间（3h，6h，9h，12h，24h，）进行动三轴试验得出，随着MICP灌浆加固时间的增加，试样抗液化能力增加。当时间增加到9～12小时以后，试样的抗液化能力趋于稳定，因此最优MICP灌浆加固为9～12小时。

4、结束语

试验研究初步表明，MICP加固技术可以有效提高地基的承载力、刚度及抗液化能力。与此同时又能保持一定的渗透性（相对传统注浆加固的砂土而言）。这就使得相对于传统的水泥或化学注浆技术，MICP注浆技术具有一定优势：它不仅避免了传统注浆方法施工扰动土体等影响，而且新型MICP注浆压力小、传输半径范围大、固化时间短等。可见，MICP注浆加固技术有望成为液化砂土地基的新型加固方法。

参考文献：

[1]程晓辉，麻强，杨钻，张志超，李萌. 微生物灌浆加固液化砂土地基的动力反应研究[J]. 岩土工程学报，2013，08：1486-1495.