添加剂对微生物胶结砂渗流特性的影响研究

摘要：

从MICP反应环境及细菌代谢过程分析出发,选取NH4Cl与NaHCC3作为添加剂,应用于砂土的微生物改性加固,研究结果表明:(1)NH4Cl、NaHCO3添加浓度为0.1mol/L时,CaCO3生成量显著增加,相较于添加前增加了68.30％,原因是NH4Cl和NaHCO3的添加,调节反应体系pH值,使其更趋近于脲酶最佳活性所需碱性环境,同时促进细菌活性及代谢过程,进而增加CaCO3生成量;(2)核磁共振检测结果显示,添加NH4Cl、NaHCC3后固化砂柱的孔隙率减小了 15.93％,渗透系数降低了 2～3个数量级,与MICP固化结果相比也有明显改善,渗透系数降低了50％以上;(3)在渗流模型分析中,一方面考虑CaCO3沉淀对孔隙的填充作用,将其等效为填充于砂颗粒间的小颗粒,提出了 MICP固化效应系数表述灌浆加固前后砂颗粒平均粒径的变化,另一方面根据固化后微细观检测分析结果,考虑CaCO3沉淀对砂颗粒表面形貌的改变,调整模型中的颗粒材料形状系数a的取值.综合这两个方面对Kozeny-Carman渗流模型进行了修正,验证分析表明,修正后的Kozeny-Carman渗流模型能够较好地描述加固体的渗流特性,这也为MICP固化砂土的渗流特性分析提供了一种便捷的思路,只需测试不同阶段CaCO3的生成量,就可以比较准确地估算加固体的渗透系数.

关键词：添加剂、微生物、砂土固化、渗流系数、渗流模型

所属期刊栏目：42

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金U2034203

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：999-1009