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不同颗粒尺寸条件下MICP固化砂土的试验研究

2022-01-13许鹏旭温智力杨司盟刘志明劼1

高校地质学报 2021年6期
关键词:碳酸钙

许鹏旭 ,温智力 ,杨司盟 ,刘志明 ,冷 勐 ,彭 劼1,*

1.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098;2.江苏省岩土工程技术工程研究中心(河海大学),南京 210098

近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Carbonate Precipitation,后简称MICP)作为一种新型的地基加固技术,相较于真空预压、化学灌浆等传统固化方法,有着节能环保、加固效率高等优势(Whiffin,2004;Ivanov and Chu,2008),受到了广泛的关注(赵茜, 2014;Chu et al., 2013;尹黎阳等, 2019;钱春香等,2015)。MICP技术能有效改善土体的工程性质,如承载力、抗液化能力、工程抗渗等(何稼等,2016;程晓辉等,2013;谈叶飞等,2018),该技术主要依靠产脲酶菌的新陈代谢活动来完成土体固化,因此温度(彭劼等,2018)、注浆方式(Cheng and Cord-Ruwisch,2012)、土壤类型(DeJong et al., 2010,许朝阳和张莉,2009;邵光辉等,2017)等因素均会对最终加固效果产生一定影响。而碳酸钙分布的均匀性也是影响最终固化效果的一个重要因素,Mujah等(2016)指出碳酸钙分布均匀性关乎到土体的固化效果,若碳酸钙分布不均匀,存在脆弱层,则会大大影响样品的整体强度,故需要对其进行深入探究。

已有的大部分研究都着力于外界条件对固化效果均匀性的影响,而土样自身颗粒尺寸并未得到重视。MICP作为一个复杂的生物、物理、化学过程,碳酸钙晶体的沉积、微生物迁移吸附过程与颗粒尺寸有着紧密的联系(James and Santamarina, 2005;Mahawish et al., 2017)。Mahawish等(2017)将细骨料添加到粗骨料,研究了粒度分布对微生物固化的影响。Mortensen等(2011)通过将粗细骨料按不同比例混合得到了5种不同粒径分布的试样,采用剪切波速作为监测手段,发现颗粒间的接触点数量对固化效果有较大影响,同时结合数据说明了颗粒更细和更粗的土体,其加固完成所需要花费时间的更长。……

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