微生物固化纖維砂土改善其力學性能的宏微觀機理研究

《微生物固化纖維砂土改善其力學性能的宏微觀機理研究》是依託華中科技大學，由黃杰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：微生物固化纖維砂土改善其力學性能的宏微觀機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃杰
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

地基處理有著悠久的歷史，但隨著文明的進步,現代社會對地基處理技術提出了新的要求:要儘量減少對社會和環境帶來影響，降低能耗，便於維護和修復等。鑒於此並考慮到微生物技術在地基處理上的可行性，本項目提出了用微生物固化來處理纖維土。擬通過微觀實驗研究微生物在土和纖維的孔隙中的遷移及營養的獲取等微生物過程，微生物產生的碳酸鈣(CaCO3)在介質孔隙中的沉積過程，各種因素（孔隙、水、溫度、營養和PH值）對碳酸鈣的沉積的影響，土顆粒、纖維和沉積碳酸鈣的相互關係；通過巨觀的力學實驗研究微生物固化纖維土的力學性能、破壞模式等；結合宏微觀的實驗結果，分析各種因素對微生物固化纖維土的各種性質的影響，土顆粒、纖維和沉積碳酸鈣的相互作用，微生物固化纖維土破壞的機理和模式，土顆粒、碳酸鈣和纖維的比例對微生物固化纖維土的力學性質的影響。本項目是生物和化學科學與傳統岩土工程相結合的研究，代表了地基處理技術新的發展方向。

結題摘要

微生物改性土體是通過利用微生物的生命活動及其代謝產物誘發或控制土體中一系列化學反應，以達到改善土體工程性質的目的。本項目首先探討了微生物固化反應機制，分析了不同MICP機製作用下的最終產物及相應副作用，初步選定反硝化作用作為本研究的MICP機制，並通過試驗最佳化了其反應條件。研究發現，反硝化機制反應效率較慢，綜合考慮選定芽孢八疊球菌為試驗用菌種，以尿素水解為反應機制。通過對菌種活化培養條件的研究，最佳化了菌種活化培養條件。利用活化培養菌種對砂土進行微生物改性，並對改性後的砂土進行了一系列試驗研究，系統考察了不同注漿方式及環境因素對微生物誘導碳酸鈣沉積的影響。在此基礎上，通過研究不同纖維摻量及纖維長度對微生物固化砂土試樣強度的影響，對微生物處理纖維土進行了初步探討。