基于纳米压痕技术的页岩土MICP结石体微观力学特性研究

摘要：

目前对于微生物诱导碳酸盐沉淀技术(MICP)土体加固技术的研究大多数集中在宏观力学性能上,对微观力学特性的研究较少.为了探究页岩土 MICP结石体的微观力学特性,在不同峰值荷载下对页岩土 MICP结石体进行纳米压痕测试,并基于能量法中弹性参数计算模型及塑性断裂力学理论计算页岩土 MICP结石体中胶结体区域及土颗粒区域的硬度、弹性模量和断裂韧度.结合激光显微镜及X射线衍射试验,探讨测点处碳酸钙胶结体状态及矿物组分对页岩土 MICP结石体各相材料微观力学特性的影响,建立页岩土 MICP结石体弹性模量、硬度及断裂韧度三者之间的线性关系.结果表明,利用纳米压痕技术测试页岩土MICP结石体材料的弹性模量、硬度及断裂韧度具备可行性.由于MICP技术诱导生成的方解石晶体质地不均匀,导致页岩土 MICP结石体中胶结体的弹性模量、硬度及断裂韧度存在较大离散性.矿物组分中石英矿物的存在能够强化页岩土颗粒的微观力学特性,使部分页岩土颗粒的力学参数提高.各区域的断裂韧度变化趋势与弹性模量、硬度相同,三者之间具有简单线性关系.纳米压痕技术打破了常规力学试验对试样尺寸的限制,为测定页岩土 MICP结石体的细观力学参数提供借鉴.

关键词：纳米压痕、页岩土、弹性力学参数、断裂韧度、微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)

所属期刊栏目：42

分类号：O319.56(理论力学（一般力学）)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;福建省自然科学基金项目

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10页

页码：1036-1045