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基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)的砂土固化试验研究
基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)的砂土固化试验研究
摘要：本文研究了基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)对砂土的固化作用。通过实验对比了不同浓度的微生物培养基和不同固化时间下的砂土力学性质的变化。结果表明，MICP技术可以有效地固化砂土，并且固化效果随着微生物培养基浓度的增加和固化时间的延长而提高。这为砂土的固化提供了新的途径和思路。
关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀技术；砂土固化；力学性质；固化效果
1.引言
砂土是一种常见的土壤类型，其具有较大的孔隙和较低的强度，难以满足土木工程中对于承载力和抗渗性的要求。因此，砂土的固化成为了土木工程领域的一个重要课题。传统的砂土固化方法包括添加水泥、化学固化剂等，但这些方法存在着成本高、环境影响大等问题。相较于传统方法，利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)固化砂土具有成本低、环境友好等优势，因此备受关注。
2.微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)
微生物诱导碳酸钙沉淀技术是利用微生物中的底物通过新陈代谢产生尿素和碳酸钙沉淀，从而固化土壤。在MICP过程中，一种常见的微生物是硝化细菌，通过氨氧化反应产生尿素，再将尿素转化为碳酸盐，最终与砂土中的颗粒结合形成水泥状固结体。
3.实验方法
本实验选取了砂土作为固化对象，通过改变微生物培养基的浓度和固化时间来研究MICP对砂土的固化效果。首先，制备不同浓度的微生物培养基，并分别与砂土混合。然后，将混合后的样品放置在恒温恒湿条件下培养不同时间。最后，通过剪切强度试验和压缩试验来测试样品的力学性质。
4.结果与分析
实验结果表明，微生物培养基的浓度和固化时间对砂土的固化效果有显著影响。随着培养基浓度的增加和固化时间的延长，样品的剪切强度和压缩模量逐渐增加，表明砂土固化效果提高。这是因为微生物诱导碳酸钙沉淀过程中，尿素和碳酸盐的浓度增加，形成更多的水泥状固结体，从而增强了砂土的力学性质。
5.结论
本研究通过对微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)在砂土固化中的应用进行实验研究，得出了以下结论：MICP技术可以有效地固化砂土；固化效果随着微生物培养基浓度的增加和固化时间的延长而提高。这为砂土的固化提供了新的途径和思路。
参考文献：
[1]杨明,周志刚,孙祥玉,等.微生物诱导碳酸钙沉淀技术固化多孔介质初步研究[J].地下空间与工程学报,2018,14(1):204-210.
[2]胡定华,罗渊生,徐韶华.微生物诱变碳酸钙化石膏浆体特性试验研究[J].硅酸盐通报,2018,37(10):3363-3368.
[3]JonkersHM.Self-healingconcrete:abiologicalapproach[J].Bioinspiration&biomimetics,2011,6(3):036005.