粉土中微生物灌漿誘導(dǎo)沉積物填充效果的研究.pdf

1、長江中下游地區(qū)廣泛存在著液化粉土層，工程中往往需要花費大量的資金進(jìn)行處理，由此帶來了對資源和環(huán)境的影響。運用生物技術(shù)解決巖土工程實際問題具有廣泛的應(yīng)用前景和顯著的工程技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價值，本研究借鑒國內(nèi)外最新研究成果，利用生物灌漿技術(shù)對粉土進(jìn)行填充改性。
　　本文基于微生物誘導(dǎo)碳酸鹽沉積(MICP)灌漿和鐵基灌漿的方法，利用微生物誘導(dǎo)物對粉土進(jìn)行灌漿填充。首先研究了目標(biāo)菌株芽孢八疊球菌和鐵細(xì)菌S1968的生長特性及溫度、pH等因素對誘導(dǎo)

2、物產(chǎn)量的影響，并對誘導(dǎo)物進(jìn)行了鑒定;然后在不同尺度的粉土試樣中進(jìn)行生物灌漿試驗，通過金相顯微鏡觀察、X-Ray CT掃描、滲透試驗以及能譜分析技術(shù)(EDX)，分析比較了不同灌漿方式下誘導(dǎo)物的填充效果;最后通過簡單的小型振動臺斜坡試驗，對灌漿粉土的填充效果進(jìn)行了評價，論文得到以下幾點結(jié)論:
　　(1)芽孢八疊球菌培養(yǎng)24h后生長進(jìn)入穩(wěn)定期，40h后菌體單體脲酶活性下降。在20～40℃，pH=6.0～8.0范圍內(nèi)，菌株脲酶可以維持較高

3、的活性，誘導(dǎo)生成的碳酸鈣量隨著溫度的升高而增加。芽孢八疊球菌菌液、清液、菌體在一定濃度反應(yīng)液下均可生成碳酸鹽，所得碳酸鹽沉積主要成份為方解石和球霰石。
　　(2)鐵細(xì)菌S1968培養(yǎng)12h后進(jìn)入對數(shù)生長期，24h～48h菌體活性增長較快，48h菌液中鐵基開始沉積，54h鐵基沉積過程結(jié)束。在25℃～40℃，pH為6.0～8.0的條件下鐵基沉積量比較理想，30℃，pH=7.0時沉積量達(dá)到最大值。鐵基晶型不明顯，少量含有堿式磷酸鐵等晶型

4、物，其紅外譜峰位置和特征均與施氏礦物高度吻合。
　　(3)金相顯微觀察和CT掃描表明，灌漿后粉土顆粒之間連接比較緊湊，土體孔隙率大幅下降，大體積孔洞數(shù)量明顯減少，且隨著灌漿次數(shù)的增加，誘導(dǎo)物沉積填充效果越明顯。
　　(4)重力作用下的灌漿，生物誘導(dǎo)物僅在粉土表層具有較好的沉積填充效果，采用低壓灌漿的粉土滲透系數(shù)較未灌漿粉土降低了兩個數(shù)量級。灌漿中一定的壓力作用，有利于灌漿液的擴(kuò)散，誘導(dǎo)物沉積填充效果更好。
　　(5)小