微生物固化吹填細(xì)砂的基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究.pdf

1、 微生物固化吹填細(xì)砂的基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究 微生物固化吹填細(xì)砂的基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究 Basic experimental study on microbial reinforcement of hydraulic filled fine sands 學(xué)科專業(yè)：巖土工程 作者姓名：賀小青 指導(dǎo)教師：閆澍旺 教授 天津大學(xué)建筑工程學(xué)院 二零一六年十二月 I 摘 要 天津地區(qū)圍海造陸工程常采用廉價(jià)的河口地區(qū)的黑灰色細(xì)砂作為軟基加固設(shè)備的工作層，目前

2、存在用砂量巨大、吹填厚度不均、拔出套管回帶淤泥與砂土混合等工程問題， 因此選擇一種合適的固化工藝處理該工作層可以大大改善其工程性能。微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積技術(shù)（MICP）是一種一次性固化范圍大、可多次重復(fù)固化過程、固化土體強(qiáng)度可控、對(duì)土體擾動(dòng)小、綠色環(huán)保的新型巖土固化技術(shù)。這種技術(shù)正適用于固化處理吹填黑砂工作層以解決其現(xiàn)有工程問題。 本文通過 MICP 技術(shù)固化砂柱， 分析膠結(jié)液靜置時(shí)間、 膠結(jié)液濃度和注液流速對(duì)固化前菌的吸附效果、 固化

3、中鈣離子的利用率、 固化后碳酸鈣的含量以及砂柱強(qiáng)度和滲透性的影響， 得出適合固化此黑砂的優(yōu)化方案， 再通過模型試驗(yàn)?zāi)M原位固化吹填細(xì)砂， 為該技術(shù)在固化吹填細(xì)砂應(yīng)用方面提供了基礎(chǔ)技術(shù)指導(dǎo)。 主要內(nèi)容和結(jié)論概括如下： 1、 采用 15 mmol/L 的 CaCl2， 菌液靜置 3 h， 最有利于細(xì)菌在黑砂中的固著；一次性供應(yīng)充足的菌液，膠結(jié)液靜置時(shí)間越短，鈣離子利用率越低，膠結(jié)液的高效利用次數(shù)越多，反之越少；重復(fù)注菌可以保持高效利用膠結(jié)液

4、，上下交替注液的方式對(duì)低濃度膠結(jié)液固化的砂柱影響不明顯， 從時(shí)間和鈣離子利用率考慮， 膠結(jié)液靜置 3 h 比較合適；膠結(jié)液的濃度越高，碳酸鈣的分布越不均勻，膠結(jié)液靜置 5 h 時(shí)，0.75 mol/L 膠結(jié)液被利用的總量最大；10 mL/min 的流速有助于碳酸鈣的均勻分布，改變注液流速對(duì)生成沉淀的總量影響較小。 2、砂柱的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨有效碳酸鈣含量的增加呈冪函數(shù)增加，對(duì)于表面無碳酸鈣層的砂柱， 其滲透系數(shù)隨強(qiáng)度的增加呈冪函數(shù)減小；

5、 根據(jù)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果和碳酸鈣含量和分布情況以及模型試驗(yàn)條件， 確定模型試驗(yàn)采用固定液、膠結(jié)液靜置 3 h、濃度為 0.75 mol/L、注液流速為 5 mL/min。 3、模型試驗(yàn)固化砂體的范圍比計(jì)劃厚度擴(kuò)大了 2 倍，砂體中的碳酸鈣含量在 4.4%~10.1%之間，固化后地基承載力比未固化地基提高了 7.9 倍，在插入套管再拔出的過程中，砂體不發(fā)生塌陷，回帶泥漿量較少，且泥漿與砂體不發(fā)生混合。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：微生物誘導(dǎo)，碳