微生物固化吹填細砂的基礎性試驗研究.pdf

1、 微生物固化吹填細砂的基礎性試驗研究 微生物固化吹填細砂的基礎性試驗研究 Basic experimental study on microbial reinforcement of hydraulic filled fine sands 學科專業(yè)：巖土工程 作者姓名：賀小青 指導教師：閆澍旺 教授 天津大學建筑工程學院 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的河口地區(qū)的黑灰色細砂作為軟基加固設備的工作層，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。微生物誘導碳酸鈣沉積技術（MICP）是一種一次性固化范圍大、可多次重復固化過程、固化土體強度可控、對土體擾動小、綠色環(huán)保的新型巖土固化技術。這種技術正適用于固化處理吹填黑砂工作層以解決其現有工程問題。 本文通過 MICP 技術固化砂柱， 分析膠結液靜置時間、 膠結液濃度和注液流速對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， 再通過模型試驗模擬原位固化吹填細砂， 為該技術在固化吹填細砂應用方面提供了基礎技術指導。 主要內容和結論概括如下： 1、 采用 15 mmol/L 的 CaCl2， 菌液靜置 3 h， 最有利于細菌在黑砂中的固著；一次性供應充足的菌液，膠結液靜置時間越短，鈣離子利用率越低，膠結液的高效利用次數越多，反之越少；重復注菌可以保持高效利用膠結液

4、，上下交替注液的方式對低濃度膠結液固化的砂柱影響不明顯， 從時間和鈣離子利用率考慮， 膠結液靜置 3 h 比較合適；膠結液的濃度越高，碳酸鈣的分布越不均勻，膠結液靜置 5 h 時，0.75 mol/L 膠結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，改變注液流速對生成沉淀的總量影響較小。 2、砂柱的無側限抗壓強度隨有效碳酸鈣含量的增加呈冪函數增加，對于表面無碳酸鈣層的砂柱， 其滲透系數隨強度的增加呈冪函數減??；

5、 根據無側限抗壓強度試驗結果和碳酸鈣含量和分布情況以及模型試驗條件， 確定模型試驗采用固定液、膠結液靜置 3 h、濃度為 0.75 mol/L、注液流速為 5 mL/min。 3、模型試驗固化砂體的范圍比計劃厚度擴大了 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。 關鍵詞： 關鍵詞：微生物誘導，碳