胶结液浓度对微生物注浆加固海相粉土的影响

利用微生物诱导碳酸钙沉积来胶结加固土体是当前岩土领域的研究热点。根据已有研究,胶结液浓度对微生物注浆效果有显著影响,但目前对粉土的研究较少。以海相粉土为处理对象,通过一组室内试验来分析胶结液浓度对加固效果的影响。采用多轮注浆的方法进行加固,即首轮注入菌液,然后根据需要注入不同轮数和浓度的胶结液。试验结果表明:在仅注入一轮胶结液时,碳酸钙沉积效率随着胶结液浓度的提高而下降,浓度为0.5 mol/L时的沉积效率最高。当注入多轮胶结液时,试样中沉积生成的碳酸钙比较均匀。随着胶结液注入轮数的增加,采用较低浓度胶结液加固的试样具有更高的碳酸钙沉积效率。在使用同等数量胶结液物质的条件下,低浓度处理后试样的无侧限抗压强度更高。因此对于用微生物注浆方法处理海相粉土,当采用多轮注入胶结液进行加固时,应选择合适的胶结液浓度。     

MICP固化粉土细菌的分布和固定规律研究

采用一维注浆方式对50 cm长柱状粉土试样进行微生物固化试验,通过测定孔隙液中细菌数量、NH+4浓度和pH、及固化土体中的胶结CaCO_3生成量等参量,分析注浆菌液配比和胶结液浓度对细菌与反应产物沿程分布特性的影响。结果表明,当注入浓度为1.223×108 CFU/mL的原菌液时,固定菌与游离菌沿柱状试样渗流方向沿程衰减显著,细菌主要分布于注浆端25 cm以内,提高胶结液浓度对试样碳酸钙生成量的影响主要集中在注浆端5 cm以内区域。当注入用营养液稀释的菌液(浓度8.20×106 CFU/mL)或用营养液稀释的上清液(浓度1.80×106 CFU/mL)时,孔隙液中细菌能快速繁殖增长且分布较为均匀,吸附菌和被拦截的游离菌共同组成固定菌,对土中碳酸钙的生成量产生影响,胶结液浓度的变化对碳酸钙生成量的影响较小。研究结果表明,微生物注浆加固粉土的均匀性主要受固定菌分布的均匀性控制,将菌液或上清液稀释后注入粉土能够使固定菌沿程分布均匀,可较好地改善固化土体均匀性。     

微生物固化垃圾焚烧灰渣强度试验

垃圾焚烧灰渣(底渣和飞灰)是生活垃圾焚烧发电后的残余固体废弃物,对其进行固化处理和资源化利用是减少该类固体废弃物占用填埋场资源的重要途径。笔者利用微生物诱导碳酸钙沉积固化细粒底渣和飞灰,通过微生物注浆试验研究菌液浓度、胶结液浓度和处理轮数对垃圾焚烧灰渣胶结CaCO3生成量及强度的影响。结果表明,底渣和飞灰都具有一定的水硬性,其水硬固化体的无侧限抗压强度分别为174.46和381.73 kPa。底渣经微生物注浆处理2~10轮后的无侧限抗压强度较水硬固化体分别提高了35.8%~120.0%,飞灰经微生物注浆处理2~10轮后的无侧限抗压强度较水硬固化体则分别提高了9.5%~48.8%。随胶结溶液浓度的增大,微生物固化底渣和飞灰中的CaCO3生成量和无侧限抗压强度提高,但试样的可注性降低。稀释比1∶50、菌液比1∶100的菌液更利于底渣和飞灰胶结强度的提高,未稀释菌液固化效果差。与微生物固化天然砂土和粉土相比,微生物固化底渣和飞灰的无侧限抗压强度随CaCO3含量增加的增幅较缓,微生物固化垃圾焚烧灰渣的胶结效率略低。试验结果证明,微生物固化能有效改善垃圾焚烧灰渣强度的特性,微生物诱导碳酸钙沉积技术在垃圾焚烧灰渣固化处理方面具有一定的发展潜力。     

微生物固化和稳定化铅污染粉土的强度与污染物浸出特性

微生物矿化修复重金属污染土场地可同步实现控制污染物与提高土体强度的双重目标。采用巴氏芽孢杆菌对铅污染粉土进行注浆固化和稳定化试验,以胶结液浓度、铅污染浓度为影响变量,分析污染粉土的固化强度特性,以及铅污染物的稳定化形态与浸出特性。结果表明：微生物固化500 mg/kg铅污染粉土的强度能够达到793 kPa,可交换态铅含量降至94.8 mg/kg;浓度为0.50～0.75 mol/L胶结液比更高浓度的胶结液有利于控制顶出液中铅污染物的流失;微生物固化和稳定化粉土中可交换态铅和碳酸盐结合态铅含量呈负相关关系。对于铅污染浓度低于500 mg/kg的粉土,在酸性浸提液下的毒性淋滤试验(TCLP)铅离子浸出浓度能够降至5 mg/L的限值内。方解石和铅-钙碳酸盐共沉淀形成的无定形团聚体是固化铅污染粉土的主要胶结物,铅污染物通过碳酸盐共沉淀、直接吸附、碳酸钙包裹等形式实现稳定化。物理破碎能够使部分包裹稳定化的铅污染物二次释放。微生物注浆处理能够有效提高铅污染粉土的强度,大幅降低污染粉土中可交换态铅的占比,对铅污染物有良好的稳定效果。     

溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积影响因素研究

现有的微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的研究对象大多是简单离子化学环境下的松散砂土,而实际工程中往往需要面对各种不同环境下形成的土体。以江苏东部沿海地区海相吹填粉土的化学环境为依托,选用巴氏芽孢杆菌进行溶液环境下微生物诱导碳酸钙沉积试验。通过定量分析研究了环境温度、环境pH、氯化盐、土体中胶结阳离子含量等环境因素对微生物诱导碳酸钙生成量的影响规律。结果表明,在14~36℃时碳酸钙的生成量随着温度的升高而增加,总体呈上升趋势;当溶液pH为9时,碳酸钙生成量最多,并且碱性较强的溶液(pH为10~11)比弱碱性溶液(pH为7~8)诱导生成的碳酸钙量更多;溶液里高浓度的氯化盐能够抑制碳酸钙的生成,相比而言同浓度下氯化钙比氯化钠更易抑制碳酸钙生成;原始土体中少量的两种胶结离子之间没有相互抑制的作用,当土体中胶结阳离子浓度总和一致时,碳酸钙产量基本一致。研究结果可为实际注浆时采用MICP技术加固土体提供有效的依据。     

微生物固化粉土坡面的植物适生性研究

微生物固化粉土坡面能够提高粉土边坡的抗侵蚀能力,微生物固化防护层的物理力学特性以及植物的适生性是影响该技术应用的重要因素。采用巴氏芽孢杆菌以及胶结液对粉土进行表层喷洒固化处理,研究高羊茅和披碱草在微生物固化表层的粉土中的出苗生长情况。试验结果显示,提高胶结液浓度能够获得更高的粉土表层固化层强度。采用高浓度胶结液的固化层水稳定性更好。粉土表层经微生物固化后高羊茅和披碱草的出苗率随着固化层贯入阻力的提高而降低,出苗时间延迟4～5 d。固化层贯入阻力低于280 k Pa时,出苗率可达到80%以上。采用菌液和浓度为0.75～1.00 mol/L、喷洒量0.06 m L/cm2的胶结液喷洒3遍处理,可以保证粉土坡面既具有一定防护强度,又能够保证高羊茅正常生长。粉土经微生物固化表层后不适于披碱草的生长。研究结果表明,微生物固化粉土坡面对草本植物具有一定的适生性;植物种类及固化层强度是影响出苗率和出苗速率指数的重要因素。将微生物坡面防护与植物防护相结合的粉土坡面防护技术有良好的发展潜力。     

不同养护测试条件对微生物加固土体强度的影响

利用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对岩土体进行加固,已成为学术界研究热点。根据已有研究,MICP加固能使土体强度显著提高,但不同文献中对试样在强度测试前的养护处理方法不尽相同。为了便于比较加固效果,需要研究养护测试条件对加固强度的影响。本研究采用微生物技术对粉土进行注浆处理,通过无侧限抗压强度和碳酸钙含量等评价加固效果,开展了不同养护条件对加固强度的影响试验。试验结果表明,养护条件不会影响试样中沉积的碳酸钙数量,但会影响无侧限抗压强度。室温条件下试样水分随着养护时间的延长而逐渐下降,而强度逐渐上升,试样含水状态对强度有显著影响。低温烘干条件下的加固强度随养护时间的延长而逐渐提高;而高温烘干条件时,养护1 d后的强度基本不变。相比烘干状态,试样在浸泡条件或干湿循环下的强度明显降低。无论试样处于浸泡或干湿循环条件,对试样进行烘干处理均可使强度显著提高。对比可知,高温烘干养护后测试得到的强度最高,浸泡养护后测得的强度最低。     

真空预压技术加固夹砂软土地基试验

真空预压法是一种有效加固软土的地基处理方法,但工程中常因地基土中含有透水层而影响了真空荷载向深部传递,进而影响该工法的应用效果。以江海高速真空预压试验段为工程应用背景,利用孔压静力触探(CPTU)技术测定地基土中粉质砂土层厚度和深度,当采用高压旋喷桩密封处理粉质砂土层时,结合真空度、水位、孔隙水压力、地表沉降等现场实测数据,通过对比分析加固前后部分软土物理力学特性的变化对真空预压法加固效果进行了评价。结果表明:CPTU测试技术准确测得该试验场地粉质砂土层埋深介于9.5～12.5 m,将高压旋喷桩的设计深度优化至8～14 m,有效节约工程造价。加固后深部软土的强度显著提高,土体的含水量与压缩系数较加固前显著降低,平均降幅分别达11%和24.8%,综合场地地下水位、孔隙水压力的监测分析,验证了真空预压结合高压旋喷桩技术对含有粉质砂土层的软基加固的良好处置效果,可为类似工程建设和相关研究提供参考和借鉴。     

盾构始发采用化学加固方式时的设计方法及加固工艺

盾构始发是盾构隧道施工中的事故多发阶段,如何保证该阶段加固土体的强度和安全性,从而确定土体加固的范围,是盾构隧道施工中必须解决的问题。文章介绍盾构隧道端头常用的土体加固方式以及目前盾构始发设计施工中所采用的计算理论及模型,结合苏州地铁滨河路站西端头盾构始发工程进行理论设计与验算,并且讨论软土地区常用加固方式的加固时机、加固所采用的技术参数以及应急措施。研究得出：对于软土地区,采用最多的是水泥土深层搅拌桩＋高压旋喷桩（或注浆）的加固方式;抗滑移验算对安全系数起主导因素的是加固土体的粘聚力;土体扰动极限平衡理论计算得出的横向加固尺寸小于构造要求,只要能够满足构造要求,土体在抵抗扰动上就有足够的安全系数。     

水泥土桩复合地基解决疑难工程的实践

水泥土桩复合地基,主要是采用高压喷射注浆法,它适用于多种基土,可用于在建地基处理、房屋纠偏、深基坑侧壁挡土挡止水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、坝的加固与防水帷幕等工程。通过实例总结了应用该法处理一些工程疑难问题的经验和体会。     

酚醛树脂改性处理对人工林轻木性能的影响

为了拓宽人工林轻木的应用领域,以酚醛树脂为处理液,分别采用常压、负压-负压浸渍法处理轻木。试样的性能检测结果显示:与对照材相比,处理试样的增重率、硬度及顺纹抗压强度均增加,尺寸稳定性改善。     

高压喷射注浆法在帷幕施工中的应用

高压喷射注浆法是把注浆管钻入土层后,利用高压喷射流冲切破坏地基土,使注入的浆液与冲下的土以半置换的方式混合凝结成固体,达到改造土体的一种化学加固的方式。本文主要介绍了此法在帷幕施工中的应用。     

简析公路工程土桩挤密施工的技术要点

作为一种新的软土地基的处理方法,软基振动沉管挤密碎石桩对地基砂土、粉土进行加固时,能够增加地基的承载力,减少沉降量,避免有地震液化产生,也可用于增加软弱黏性土的整体稳定性。文章对公路工程土桩挤密施工的技术要点进行了探讨。     

浅谈高压喷射注浆法的双重作用

高压喷射注浆法是一种简单实用的地基处理方法,通过改变地基土的物理力学性质指标,提高地基土的承载力,亦可用于水利工程中的防渗堵漏工程,本文通过五大连池案例,阐述了该方法的双重作用,即防渗帷幕和加固地基基础,以获取经济效益和社会效益.     

蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液处理材的性能研究

为了提高木材的防水性和尺寸稳定性,以过氧化二异丙苯(DCP)为自由基引发剂,通过硅烷偶联剂的作用,制备出蒙脱土稳定石蜡基Pickering乳液;采用真空-加压方式浸渍处理青杨(Populus cathayana)边材,考察了DCP质量分数对乳液粒径分布和静置稳定性的影响,分析了处理材增重率、表面硬度、表面润湿性、吸水性和尺寸稳定性的变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)对处理材的微观结构进行了分析与表征。结果表明:1)制备出的乳液平均粒径达到微米级(≤2μm),DCP为0.05%质量分数时乳液平均粒径最小,随着DCP质量分数进一步增加,乳液粒径有所增大;2)乳液浸渍处理后,处理材的表面硬度、表面润湿性和防水性均有所提高,其中DCP为0.05%质量分数时的改性效果较好;3)连续、均一的蜡状物附着在木材细胞壁纹孔表面,从而使木材具有较高的疏水性。     

公路软基处理中单重管高压旋喷桩施工工艺

高压旋喷桩是在土层的预定位置上运用钻机将喷嘴的注浆管进行钻入,通过运用高压设备中的高压作用,对浆液实施喷射,从而对土体结构形成冲击破坏,构成松散的土粒状。其中一部分土粒随着浆液从地面流出,而另一部分则在喷射流的离心力、冲击力以及重力等作用下,与浆液进行混合搅拌。当浆液凝固之后,在土中构成一个强度较高的固结体,从而对地基进行加固,使得土体变形性质得到有效改善。     

土工格栅加固综合管廊周边填土的性状分析

依托道路改扩建工程案例,运用plaxis软件对埋设土工格栅加固土体进行了计算分析。通过对土工格栅铺设不同间距、模量和层数计算工况的对比分析,发现了土工格栅能够很好地抑制路堤的不均匀变形,可以提高该工程边坡段的安全系数,增强土体的整体稳定性。通过数值模拟也发现,土工格栅的铺设方式合理,“超筋土”并没有“适筋土”起到的综合效果好。     

降雨作用下微生物改良红黏土边坡稳定性分析

【目的】研究微生物诱导碳酸钙沉淀技术（Microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP）对红黏土物理性质及红黏土边坡稳定性的影响。【方法】采用三轴固结不排水剪切试验、变水头渗透试验比较微生物改良前后的红黏土抗剪强度和渗透性变化,用ABAQUS有限元软件模拟降雨作用下不同改良深度红黏土边坡的稳定性。【结果】微生物改良红黏土有效内摩擦角提高了18.73%,有效黏聚力提高了116.47%,渗透系数降低两个数量级。有限元结果表明,用微生物对红黏土边坡进行改良防护,边坡的位移得到较好的限制,随着改良深度的加深,对位移限制作用逐渐减弱,但改良深度穿过边坡滑移面时又会提高位移限制效果。微生物改良对边坡水平位移的约束效果要优于对竖向位移的约束效果。边坡塑性区的分布随改良深度的加深逐渐往边坡内部转移。对红黏土边坡浅层土的改良显著提高了边坡安全系数,随着改良区域的加深,边坡安全系数增幅减小。改良深度到达5 m时,改良区域穿过了边坡的滑动面,此时边坡的最大总位移减小93.66%,最大塑性应变减小98.46%,安全系数由1.07增至1.46,边...     

白僵菌不同方法防治松毛虫试验研究

采用不同方法对白僵菌防治松毛虫进行试验,结果表明：菌药混合、3倍沾菌液、5倍菌粉土、40倍以上配比度菌液防治效果均较好。菌量配比度越大,杀虫率越高,生产中菌液以40倍配比度最为适宜。平均气温20℃以上,相对湿度70%以上时,气温的升降对杀虫率影响不明显,相对湿度越大杀虫率越高。     

木材及木基材料吸湿尺寸稳定性检测方法研究

为实现木材及木基材料吸湿尺寸稳定性横向比较,规范其检测方法,依据现有相关检测标准,借鉴日本工业木材吸湿尺寸稳定性检测方法,结合木质材料特性以及我国的具体情况,提出一种木材及木基材料吸湿尺寸稳定性的检测方法,即以温度20℃、相对湿度65%条件下的材料尺寸为基准,测定在温度40℃、相对湿度为75%和90%的两种吸湿环境条件下的材料尺寸变化。通过该方法对柚木、印茄木、朴木3种不同尺寸的木材和对多层材料、高密度纤维板、普通刨花板3种木基材料的吸湿尺寸稳定性进行测定,以评价该方法的适用性和可行性。结果表明:木材与木基材料试样不超过12 d即可达到吸湿平衡,不同材料尺寸变化率、湿胀系数的大小关系也与实际情况一致。因此木材与木基材料试样均适于用该方法。