基于微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積的生物覆膜防滲研究.pdf

1、基于微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積的基于微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積的生物覆膜防滲研究生物覆膜防滲研究StudyonSeepageControlofMicrobiologicalLayerinCalciumCarbonatePrecipitationProducedbyMicroganism（申請碩士學(xué)位論文）學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：吳昊潼指導(dǎo)教師：練繼建教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一六年十一月I摘要過去幾十年，我國在水利建設(shè)領(lǐng)域取得了重要的成就，這不

2、僅給人民生活帶來許多便利，也為經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展提供了支撐和保障。水利建設(shè)在蓬勃發(fā)展的同時，防滲堵漏問題一直是工程界的研究重點。近年來，隨著生物學(xué)、化學(xué)、力學(xué)及材料學(xué)多學(xué)科的交叉融合，微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積（MICP）技術(shù)逐漸成為解決防滲堵漏問題的有效方法。MICP技術(shù)具有反應(yīng)機(jī)理簡單，反應(yīng)過程高效迅速，易操控且綠色環(huán)保等優(yōu)點，因此，應(yīng)用該方法解決水利工程中防滲問題將帶來有效的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)收益。本文利用巴氏芽孢桿菌催化尿素水解對MIC

3、P覆膜效果和影響因素展開實驗研究，從而為生物覆膜技術(shù)的實際應(yīng)用提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容及成果包括：1、探究膠結(jié)液濃度和膠結(jié)時間對覆膜效果的影響。實驗中，覆膜樣本的最小滲透系數(shù)為scm1042.25??，防滲效果相當(dāng)于粉土或黏土混合物。測試結(jié)果表明，其最大抗折強度為1.63MPa，最大抗壓強度為1.5MPa。同時，適當(dāng)提高鈣離子濃度并延長反應(yīng)時間有利于提高覆膜強度，但鈣離子濃度過高會明顯抑制脲酶的作用，使得覆膜效果降低

4、。2、分析鋪砂粒徑和鋪砂層數(shù)對覆膜效果的影響。結(jié)果表明，鋪砂粒徑是影響滲透系數(shù)的主要因素，鋪砂層數(shù)相同時，鋪砂粒徑越小防滲能力越好，采用小于0.15mm的細(xì)砂，鋪砂三層時的最小防滲系數(shù)可降至scm1025.15??。而對于同一粒徑的砂礫層，增加鋪砂層數(shù)能夠提高防滲能力，但不能顯著降低滲透系數(shù)。3、探討覆膜抗折強度和抗壓強度的變化規(guī)律。覆膜的抗折、抗壓強度與鋪砂層數(shù)成正比，而彈性模量隨鋪砂層數(shù)的增加而增大。相同層數(shù)下，鋪砂粒徑較大者強度大