大豆脲酶基本特性与粉质砂土的固化研究

为解决粉土和粉质砂土孔隙较小,限制了微生物固化技术处理时的效果这一问题,在原有生物固化技术的基础上进行改良,采用大豆脲酶处理粉质砂土,开展了大豆脲酶基本特性试验、穿透试验以及粉粒质量分数为15%的粉质砂土试样固化处理试验.证明了大豆脲酶相对于尿素水解细菌更容易穿透粉质砂土,且处理效果更为均匀,底部的碳酸钙质量分数可达3%以上.     

大豆脲酶诱导碳酸钙沉积技术的防风固沙试验研究

脲酶诱导碳酸钙沉积是一种新型的土体加固技术,该技术通过脲酶催化尿素水解,生成碳酸钙晶体,起到充填、胶结岩土材料的作用,本研究将该技术用于风积沙的表面固化,通过室内试验研究其效果和机理.脲酶从大豆中提取,与等量的氯化钙和尿素溶液混合后喷洒于试样表面,在试样表面形成薄层硬壳.通过测试试样的表面强度、风蚀率、保水性、渗透性和碳酸钙生成量,检验该技术的防风固沙效果.结果表明,经碳酸钙胶结形成的表层硬壳可以达到兆帕级强度,试样保水性较未处理试样提高了60%,风蚀率和渗透速率显著降低,生成碳酸钙含量约为0.6%.通过与仅喷洒盐溶液和仅喷洒酶液的试样对比,表明盐分和酶都具有一定的防风固沙效用,但胶结液可以综合两者的作用机理,且生成的碳酸钙使颗粒胶结更为耐久.     

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土无侧限抗压强度试验

为了研究以废弃轮胎橡胶颗粒作为轻质材料的拌合轻质混合土的配比和强度的关系,通过室内土工试验,分析了橡胶颗粒含量、水泥含量、含水量和养护龄期对该混合土的无侧限抗压强度的影响以及橡胶颗粒含量、水泥含量对其应力—应变曲线形态的影响。得到了试样强度和变形随混合土配合比变化的规律。试验表明,在一定范围内改变这种混合土的配合比,可以调节混合土的强度和和易性,使其满足工程应用的需要,为下一步研究这种新型材料的本构关系和轻量性奠定基础。     

植物脲酶诱导碳酸盐沉淀改良土体研究进展

酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)改良土体是岩土工程领域的新兴热点技术,全面总结梳理EICP改良土体的研究现状,优选关键技术参数,并对EICP的未来发展提出了展望。建议制定植物脲酶促沉碳酸钙改良土体方法标准,对植物脲酶的保存方法、EICP改良土体在特殊环境条件下的长期性能开展研究。研究结果表明：EICP能够显著提高土体的性能,无侧限抗压强度最高可达3 MPa,抗风蚀能力可达29.1 m·s^-1,表面贯入强度可达1.065 MPa,渗透系数降低率可达98.2%,重金属离子质量分数降低率可达99.96%。     

单轴压力下RST轻质土变形特性及其细观机理分析

通过无侧限抗压强度试验和细观试验,研究了废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(RST轻质土)在单轴压力作用下的变形特性及其细观成因,得到了应力-应变曲线与材料配合比的关系以及有代表性的细观图片.无侧限抗压强度试验结果表明:RST轻质土的应力-应变曲线为软化型,可以被概括为压密、弹性变形、塑性变形、软化4个特征阶段.细观试验结果表明:在处于加载初期的压密阶段,最先发生变化的是试样内部的孔洞,这些孔洞在外荷的作用下有闭合的趋势,但不会完全消失;由外荷造成的裂缝的出现标志着塑性变形阶段的开始,外荷引发的裂缝最初会从试样内部原有的孔洞以及橡胶颗粒和水泥土的结合面上开展.试验结果还表明,土体的宏观现象是其细观结构变化的体现,废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土的细观孔隙裂缝发展情况可以解释其宏观应力-应变曲线的形态特征.     

大豆脲酶固化土体表面防止径流冲刷实验研究

随着社会经济的快速发展,土质边坡作为常见的工程结构,由于其内部结构复杂,地基条件脆弱等原因,很容易被雨水冲刷侵蚀而产生整体破坏,造成生命财产的巨大损失.微生物岩土作为新型的土体加固技术,具有绿色环保,节能高效以及操作简单等突出优点,在土性改良方面具有巨大的应用潜力.利用大豆脲酶处理液对砂质边坡进行表面的加固处理,证明了加固处理后的土质边坡能够有效地抵抗水流的表面径流侵蚀.实验对比显示,随着加固处理遍数的增加,促使边坡破坏的需水量也不断增加,当处理遍数超过3遍时,砂质边坡表面的土体冲蚀量可降至20 g以下,抵抗径流水蚀的效果十分明显.     

EICP联合纤维加固边坡表层抗侵蚀试验研究

为了提升路基边坡的抗侵蚀能力和整体性,首先分别利用EICP技术以及EICP与不同纤维相结合的技术对浅表层砂土边坡进行加固处理,然后通过短时强降雨边坡模拟冲刷试验对比分析了不同处理方式下浅表层砂土边坡的抗侵蚀能力和整体性.结果表明：与未处理的试样相比,经EICP技术处理的试样的力学强度和抗侵蚀性都得到明显提升,其峰值贯入强度是未处理试样的3倍左右.经EICP联合不同纤维技术处理的试样的力学强度、抗侵蚀性、整体性和抗渗性都比仅用EICP技术处理的试样有了进一步的提升,其中,经EICP联合钢纤维处理的试样的表面强度最好;经EICP联合玻璃纤维和EICP联合钢纤维处理的试样都表现出优异的整体性和抗侵蚀性;经EICP联合聚丙烯纤维和EICP联合玻璃纤维处理的试样的抗渗性都较好.综合考虑这3种纤维的性能认为,用EICP联合钢纤维或EICP联合玻璃纤维技术对浅表层砂土边坡进行加固处理,能更好地提升路基边坡的抗侵蚀能力和整体性.     

微生物破胞酶液用于粉质砂土固化的研究

粉粒较小的孔隙体积以及较大的比表面积限制了细菌在土体中的迁移,影响到了微生物固化技术处理粉质砂土的效果.在原有微生物固化技术的基础上进行了改良,利用超声波将细菌破碎后再进行土体的加固处理.开展了尿素水解细菌的破胞、破胞酶液的活性测定、穿透试验、粉质砂土处理试验等一系列试验.证明了破胞后溶液的脲酶活性发生了显著的提升,按照1∶3的常用体积比,破胞酶液在48 h内即可将0.5 mol/L的尿素完全反应,破胞酶液用于固化处理是可行的.对于15%粉粒含量的粉质砂土,破胞酶液相比于原细菌有着更强的穿透性和更均匀的处理效果,可以处理更深层的土体.微生物破胞酶液在粉质砂土土体改良、砂土地基防液化等方面有着广阔的应用前景.     

基于微生物诱导碳酸钙沉积的防风固沙试验研究

为将微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术用于风沙土的表面固化,需要对这一过程的影响因素和规律进行探究.利用标准砂模拟风沙土进行相关试验,试验变量包括处理液浓度、细菌浓度、处理液体积和处理温度,从风洞试验、表面强度试验、碳酸钙含量测定三个方面对处理后的试样进行对比评估.结果表明,试样表面由于生成了碳酸钙沉淀而形成了一层硬壳层,赋予试样一定的抗风侵蚀能力.当处理液体积为4 L/m~2,温度为20℃,处理液浓度为0.1 M,细菌浓度OD_(600)=0.6时,MICP加固的试样开始具备良好的抗风侵蚀能力.