检索结果-内蒙古大学图书馆

南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 217-224页

作者：戴迪彭劼刘志明卫仁杰李亮亮盐城工学院土木工程学院河海大学土木与交通学院

【目的】推广微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在水土保持领域的应用，明确加固的过程中菌液分布和加固效果，提出间接测试砂样中细菌分布均匀程度的方法，为后续研究提供参考。【方法】利用巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)对... 详细信息

【目的】推广微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在水土保持领域的应用，明确加固的过程中菌液分布和加固效果，提出间接测试砂样中细菌分布均匀程度的方法，为后续研究提供参考。【方法】利用巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)对标准砂进行了1 m长砂柱注菌试验和MICP注浆加固试验，结合平行试样对比研究菌液分布和加固效果的均匀性，分析注菌方式和注浆过程对菌液分布及加固效果均匀性的影响。【结果】直接注菌液法和菌液固定液交替注入法可使菌液在砂柱中获得较均匀的初始分布，这一分布趋势可由细菌解脲能力来间接评估。随后的注浆过程可改变砂柱中的细菌分布，固定液在4 mL/min的流速下对细菌分布的均匀性影响较小，但是胶结液对细菌分布的均匀性有明显的冲刷作用，使得砂柱每段的无侧限抗压强度和碳酸钙生产量有明显差异。【结论】含菌砂样搅拌水溶液解脲能力试验用于间接测试砂样中细菌分布是可靠的，加固过程中产生的不均匀现象主要由胶结液的注入引起，故直接注菌液法和交替注入法可以获得较均匀的加固效果。

关键词：水土保持砂土固化微生物注浆细菌分布均匀性

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微生物注浆固化粉土矿化反应的沿程变化特性

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岩土工程学报 2023年第1期45卷 206-212页

作者：邵光辉陈海涛侯敏黄容聘刘鹏南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 南京林业大学江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037

加固土体不均匀是制约微生物注浆固土技术应用的重要因素。为揭示微生物注浆固化粉土时矿化反应过程沿渗流路径的变化规律,采用微生物一维注浆固化粉土试验,分析在不同渗径长度条件下,细菌生物量、pH值、离子浓度和碳酸钙生成量等矿化... 详细信息

加固土体不均匀是制约微生物注浆固土技术应用的重要因素。为揭示微生物注浆固化粉土时矿化反应过程沿渗流路径的变化规律,采用微生物一维注浆固化粉土试验,分析在不同渗径长度条件下,细菌生物量、pH值、离子浓度和碳酸钙生成量等矿化反应参数沿渗流方向的变化特性。结果表明,土体中的游离细菌生物量随着相对渗径长度增大呈指数衰减。孔隙液的pH值、游离钙离子和铵根离子浓度随相对渗径长度增大呈抛物线变化。固化土中胶结碳酸钙生成量随相对渗径长度增大而逐渐衰减,与游离细菌生物量线性正相关,并随胶结液浓度增大而增大。细菌生物量的沿程变化是影响微生物固土胶结物分布的根本原因。提出了以归一化相对渗径长度为基本参量的碳酸钙生成量沿程分布的预测公式,预测值与试验结果具有较好的一致性,可适用于不同渗径长度的微生物注浆固化粉土效果的预测。该研究能够为微生物注浆加固粉土地基的设计与施工提供参考。

关键词：微生物注浆粉土矿化反应渗径长度

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沙漠砂微生物注浆钙离子追踪数值分析

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建筑材料学报 2022年第8期25卷 806-813页

作者：焦辰江由爽程晓辉王洪涛北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 清华大学土木工程系北京100084

在微生物诱导CaCO_(3)沉淀技术的基础上,利用Matlab软件建立一维流动注浆模型,在离子层面对模拟注浆的砂柱进行分析和计算,并着重对砂柱后期强度的关键影响因素Ca^(2+)浓度进行追踪,以期从理论方面对注浆效果进行进一步的优化和深入研究... 详细信息

在微生物诱导CaCO_(3)沉淀技术的基础上,利用Matlab软件建立一维流动注浆模型,在离子层面对模拟注浆的砂柱进行分析和计算,并着重对砂柱后期强度的关键影响因素Ca^(2+)浓度进行追踪,以期从理论方面对注浆效果进行进一步的优化和深入研究.结果表明:注浆模型能够灵活追踪Ca^(2+)浓度随时间的变化,检测砂柱任意位置的Ca^(2+)浓度;钙源为0.75、1.00 mol/L的CaCl_(2)溶液时的注浆效果更优;数值模拟与试验结果吻合较好,可以为利用沙漠砂快速固结形成的高强度材料来建造沙漠公路路基提供有效的参考和依据.

关键词：沙漠砂微生物注浆快速固结离子追踪地基加固

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基于数值模拟的砂柱微生物注浆影响因素分析

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土木工程学报 2018年第6期51卷 111-119页

作者：陈婷婷程晓辉郭红仙清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

微生物注浆是一种较为新型的地基处理方式,其过程是一个复杂的物理化学生物过程,然而大量实验表明仅靠实验很难全面而系统地研究影响微生物注浆效果的主要因素。通过砂柱中微生物注浆过程的数值模拟,可以探究渗流传输与反应过程中各因... 详细信息

微生物注浆是一种较为新型的地基处理方式,其过程是一个复杂的物理化学生物过程,然而大量实验表明仅靠实验很难全面而系统地研究影响微生物注浆效果的主要因素。通过砂柱中微生物注浆过程的数值模拟,可以探究渗流传输与反应过程中各因素的影响作用,其影响主要体现在注浆结束后砂柱中碳酸钙的沉淀率和碳酸钙沿砂柱长度范围内的分布特征。本文首先通过已有实验数据与模拟结果的对比分析验证了一维数值模型的合理性,然后通过数值模型计算不同初始菌液酶活、营养盐浓度、营养盐传输速率和静置反应时间等因素作用下碳酸钙沉淀沿砂柱长度的分布变化和沉淀率,分析各影响因素对注浆过程的作用。结果表明初始酶活和营养盐传输速率是控制碳酸钙沉淀分布均匀性的重要因素,较小的尿素水解速率与较大的营养盐传输速率有利于碳酸钙的均匀沉淀,而适宜的营养盐浓度能够生成更多的碳酸钙沉淀,同时需要足够长的静置时间使砂柱中的营养盐完全反应。

关键词：微生物注浆数值模拟影响因素

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微生物注浆固化粉土的微观结构与作用机理

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南京林业大学学报（自然科学版） 2017年第2期41卷 129-135页

作者：邵光辉尤婷赵志峰刘鹏冯建挺南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037

【目的】确定微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术注浆固化吹填粉土的强度效果,明确其微观控制因素与固土作用机理,为微生物固土技术应用于处理吹填粉土提供理论参考。【方法】通过不同注浆轮次微生物注浆固化吹填粉土,采用无侧限抗压试验、... 详细信息

【目的】确定微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术注浆固化吹填粉土的强度效果,明确其微观控制因素与固土作用机理,为微生物固土技术应用于处理吹填粉土提供理论参考。【方法】通过不同注浆轮次微生物注浆固化吹填粉土,采用无侧限抗压试验、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞分析以及化学分析等方法,比较微生物注浆固化处理吹填粉土的强度、矿物成分、胶结CaCO_3含量、土体微观形貌和土体孔径分布等差异。【结果】对吹填粉土先后恒压注入A600=1.2的巴氏芽孢杆菌和0.1 mol/L的CaCl_2与尿素胶结溶液1~6轮后,其无侧限抗压强度较未处理土分别提高26.8%、33.0%、36.4%、39.6%、59.8%、61.8%,强度随注浆轮次的增加而增加;微生物固化吹填粉土中的主要胶结物为方解石型CaCO_3,其在土体内部起到胶结土颗粒与填充孔隙两方面作用,微生物注浆固化粉土强度随CaCO_3含量增加而增加并存在敏感阈值,当固化粉土中的CaCO_3含量超过阈值时,固化效果会显著提升,不同粉土的阈值存在差异;微生物注浆加固改变了吹填粉土的孔隙分布,直径10~300μm的孔隙显著减少,对10μm以下细小孔隙影响不大。【结论】采用微生物注浆方式固化吹填粉土是有效的。微生物注浆固化粉土的强度形成受其微观胶结结构与CaCO_3含量影响,吹填粉土的孔隙尺寸能够与巴氏芽孢杆菌的菌体尺寸相容,微生物注浆会显著减少吹填粉土中10μm以上的孔隙。

关键词：粉土固化微生物注浆无侧限抗压强度微观结构

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微生物注浆加固尾砂体无害化处理技术及其流加H2O2供氧体系研究

微生物注浆加固尾砂体无害化处理技术及其流加H2O2供氧体系研究

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作者：潘宇翔南华大学

学位级别：硕士

目前,微生物注浆加固技术存在的高浓度氨氮副产物和土体溶氧不足等问题,基于此,本研究以某金属矿尾砂为研究对象,采用理论分析与室内试验相结合的研究手段,在巴氏芽孢杆菌生物矿化过程中,引入筛选出的生物脱氮优势菌株,分析了生物矿化... 详细信息

目前,微生物注浆加固技术存在的高浓度氨氮副产物和土体溶氧不足等问题,基于此,本研究以某金属矿尾砂为研究对象,采用理论分析与室内试验相结合的研究手段,在巴氏芽孢杆菌生物矿化过程中,引入筛选出的生物脱氮优势菌株,分析了生物矿化过程所受影响和氨氮同步处理效果;同时,开展了H2O2供氧下巴氏芽孢杆菌活性分析研究和耐受度驯化试验。本文取得的主要成果如下:（1）巴氏芽孢杆菌溶液试验表明,该菌株生长曲线不存在明显的迟滞期;培养物中溶氧量随细菌开始大量繁殖而急剧下降至低溶氧状态;氨氮浓度呈先直线型上升、再不断趋缓、后开始下降的变化趋势;矿化效率与其自身生理活性以及外界营养液浓度呈正相关性。（2）通过对活性淤泥进行富集培养、分离纯化和生长特性试验,筛选出3株具有良好氨氮去除效果的菌株及其最佳生长条件。同时展开了3株菌分别在不同浓度的尿素、氯化钙和氯化铵环境下的生理生化特性分析,发现当氯化钙和氯化铵浓度达到0.1mol/L时,3株菌的细胞密度OD600值会发生“断崖式”下降,而尿素浓度的抑制作用则相对温和。（3）菌群共生溶液试验发现,OD600值变化规律与原始培养环境无较大差异,选育的优势菌株TD-9氨氮去除能力强于TD-6和TD-11,氨氮浓度随培养时间的变化呈现先上升后下降的规律。培养初期,尿素水解产物主要以重碳酸根的形式存在,在4h后重碳酸根开始向碳酸根转化。（4）对比分析尾砂注浆试验可知,同步脱氮组的氨氮浓度有一定程度的降低,但与溶液试验脱氮能力相比存在较大差异。引入生物脱氮作用对加固尾砂试样应力随应变增长趋势、峰值应力、有效粘聚力和有效内摩擦角均无影响。微生物注浆加固12天后,尾砂有效粘聚力增长幅度为283.77%和255.01%,有效内摩擦角增长幅度为36.71%和38.24%。（5）在培养基中引入H2O2会延长巴氏芽孢杆菌的迟滞期和降低OD600峰值,且浓度越高抑制作用越明显。通过连续驯化试验,获得了具有一定H2O2耐受能力的优势菌种,明晰了在巴氏芽孢杆菌矿化过程中H2O2供氧的最佳投入量为0.4mmol/L。

关键词：微生物注浆生物脱氮 H2O2供氧尾砂体加固

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微生物注浆改善某金属矿山尾砂性质的试验研究

微生物注浆改善某金属矿山尾砂性质的试验研究

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作者：胡林南华大学

学位级别：硕士

微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土技术,不仅是学科交叉带来的理论和技术上的创新,更是土地资源重新整合以及环境保护的新手段。本文先对优势菌种巴斯芽孢杆菌进行扩大培养,详细说明了该过程中的关键步骤、关键参数、以及涉及原理;然后利用... 详细信息

微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土技术,不仅是学科交叉带来的理论和技术上的创新,更是土地资源重新整合以及环境保护的新手段。本文先对优势菌种巴斯芽孢杆菌进行扩大培养,详细说明了该过程中的关键步骤、关键参数、以及涉及原理;然后利用培养出的巴斯芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀进行砂土固化试验研究,取得的主要研究成果如下:（1）针对现有砂土固化存在的问题,在前人试验研究的基础上,设计了一种新的微生物注浆固化砂土反应发生装置,该装置透水性强,具有提高固化样品的均匀性、改善固化效果的优点,为后续研究提供了参考。初探实验结果显示该反应发生器用于微生物注浆固化砂土具有一定的效果。（2）采用反应发生器进行微生物注浆固化某金属尾矿砂实验,并对固化前后尾砂柱样品进行三轴压缩实验,得到如下结果:在固定周围压力σ3为100 kPa条件下,直径50mm、直径39.1mm、直径65mm的三个固化后的试样的轴向应力和最大剪应力均远大于未经处理的原尾砂试样,其中轴向应力增加倍数分别为3.03、3.06、2.66,最大剪应力增大倍数分别为2.27、2.22、1.96,实验效果较好。（3）借助Design-Expert software软件微生物注浆固化砂土实验进行了三因素三水平实验设计、结果分析和优化。得到以下结论:1)在三因素交互作用下,它们对最大轴向应力影响顺序为:（菌液浓度×营养液配比比例）>（菌液浓度×反应时间）>（营养液配比比例×反应时间）。从单个因素来看,反应时间>营养液配比比例>菌液浓度。2)当菌液OD600值为0.9～1.5、营养液配比为0.5～1.5、反应时间为7～21天时,对三者合理组合,可以得到很好的加固效果,最大轴向应力在530k Pa以上。3)从理论上推导出预测最大轴向应力的预测模型为:σm=246.05+281.41667A+102.55B+14.59286C+101.66667AB-0.95238AC+0.57143BC-149.72222A2-101.9B2-0.42296C2.（式中,σm-最大轴向应力,A-菌液浓度,B-营养液配比,C-反应时间）.4)根据优化方案,当菌液OD600值为1.28,营养液配比为1.19,反应时间为16.46天时,可获得610.275kPa的最大轴向应力。

关键词：微生物注浆巴斯芽孢杆菌砂土固化三轴实验

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微生物注浆加固砂土地基的抗液化能力研究

微生物注浆加固砂土地基的抗液化能力研究

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作者：麻强清华大学

学位级别：硕士

微生物注浆加固技术是一项利用微生物成矿学的最新进展，即微生物诱导碳酸钙结晶技术，通过向松散砂土地基中低压传输微生物细胞以及营养盐（尿素与CaCl2的混合液），最终在砂土孔隙中快速析出碳酸钙胶凝结晶，改善地基力学性能。微生... 详细信息

微生物注浆加固技术是一项利用微生物成矿学的最新进展，即微生物诱导碳酸钙结晶技术，通过向松散砂土地基中低压传输微生物细胞以及营养盐（尿素与CaCl2的混合液），最终在砂土孔隙中快速析出碳酸钙胶凝结晶，改善地基力学性能。微生物注浆加固技术具有注浆压力低、传输距离远、扰动小、工期短、加固效果明显和低耗能等优势，是目前液化地基加固研究的前沿问题。本文主要通过标准动三轴及振动台试验来检测微生物注浆技术是否能够用于液化地基加固，并针对试验中发现的问题，对微生物注浆配方及注浆方案进行了调整。首先，概要介绍了微生物注浆加固技术的原理、方法以及国内外研究现状，给出了适用于液化砂土地基加固的微生物注浆方法。其次，通过标准动三轴及小型振动台试验，研究了微生物注浆加固液化砂土的动力反应，尤其是抗液化性能，并与传统的碎石桩挡墙加固地基进行了对比。试验结果表明，微生物注浆加固液化砂土的抗液化性能显著提高，且固化效果高于碎石桩挡墙。最后，针对国内外微生物注浆技术在液化砂土加固研究中存在的问题与不足，笔者对固定液浓度、砂土颗粒级配、注浆速度、砂土相对密实度、平均粒径等因素对微生物传输的影响进行了详细的研究。实验结果表明，固定液浓度对微生物在砂土内的传输影响较大，易造成微生物的不均匀分布。根据这一研究结果，笔者对微生物配方及注浆方案进行了调整，并通过动三轴试验、无侧限单轴压缩UCS试验及不排水三轴压缩CU试验，测试了调整后微生物注浆加固砂样的受力变形性能，尤其对动力反应进行了测试和分析。试验表明，采用25mM/L固定液、1ml/min的注浆速度，有利于提高菌液在砂柱内传输的均匀性。经过2批次注浆后，固化砂样的抗液化强度高于Dr=85%的密砂砂样;经4批次注浆后，固化砂样在CSR=0.5时，动力加载3000次，轴向应变仅为0.3%，且孔压无明显变化。可见，调整后的微生物注浆技术，菌液用量及注浆批次都有大幅减少，固化时间缩短至1-2d，且CaCO3胶凝分布不均匀现象有所减缓，固化强度能够得到充分发挥。这为该技术应用于实际工程迈出了重要的一步。

关键词：液化砂土地基加固微生物注浆微生物诱导碳酸钙结晶动力反应微生物传输

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劣化古建砖石砌体的微生物注浆加固试验研究

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工业建筑 2015年第7期45卷 48-53页

作者：杨钻程晓辉清华大学土木工程系北京100084

微生物灌浆加固劣化砌体结构是在不适合使用石灰、水泥和环氧树脂等传统灌浆材料情况下,在被加固空腔内原位填充颗粒,使其作为加固材料的骨架,并通过注入微生物和胶凝溶液的方法,在填充颗粒孔隙内诱导生成碳酸钙、胶凝颗粒,形成具有一... 详细信息

微生物灌浆加固劣化砌体结构是在不适合使用石灰、水泥和环氧树脂等传统灌浆材料情况下,在被加固空腔内原位填充颗粒,使其作为加固材料的骨架,并通过注入微生物和胶凝溶液的方法,在填充颗粒孔隙内诱导生成碳酸钙、胶凝颗粒,形成具有一定强度的微生物砂浆体。通过微生物加固实验室简化模型与现场灌浆试验等方法相结合,对高强度微生物砂浆加固各类劣化砌体的方法进行优化研究,为微生物灌浆技术应用于高质量砖石砌体文物建筑加固提供了有益的经验。

关键词：劣化砖石建筑微生物注浆实验室模型试验原位试验

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微生物注浆加固粉土模型试验研究

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土木工程 2024年第12期13卷 2435-2447页

作者：王睿宇万文莉孙怡源张中行薛铠佳王春容华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州南宁师范大学师园学院广西南宁

为探索微生物注浆技术的大规模应用,文章进行了基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的粉土固化大尺寸模型试验。试验以黄河中下游的典型粉土为加固对象,通过蠕动泵以低压将微生物菌液和营养盐注入粉土中。研究分析了在不同注浆量条件下... 详细信息

为探索微生物注浆技术的大规模应用,文章进行了基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术的粉土固化大尺寸模型试验。试验以黄河中下游的典型粉土为加固对象,通过蠕动泵以低压将微生物菌液和营养盐注入粉土中。研究分析了在不同注浆量条件下,粉土表层的扩散半径、注浆管道周围的凸起高度及其半径之间的关系,并观察了粉土加固后沿注浆管pH值的变化;通过直剪试验和静三轴固结不排水试验,分析了加固粉土的强度和变形特性;同时,借助盐酸溶解试验阐述了碳酸钙生成与强度变化之间的关系。试验结果表明,微生物扩散效果并不会随着注浆量的增加而持续提升。此外,经过MICP处理后的土体pH值略有上升,这表明碳酸盐的有效沉淀。随着注浆量的增加,土样中的碳酸钙沉淀量增长,进一步促进了内摩擦角和粘聚力的提高,增强了土样的抗剪强度。同时,无侧限抗压强度也因碳酸钙生成量的增加而显著提升。当注浆量达到3200 ml时,处理后的土体无侧限强度相比未进行MICP处理的土体提升了86.8%。在低围压(100 kPa)条件下,素土表现出应变软化特性,而在高围压(200 kPa和300 kPa)条件下则表现为应变硬化。在相同围压条件下,随着注浆量的增加,加固土在弹性阶段的强度提升速度更快,峰值强度显著增强,同时峰值点的轴向应变也显著增大。本研究成果可为生物注浆加固粉土的应用提供一定的参考价值。In order to explore the large-scale application of microbial grouting technology, this paper conducted a large-scale model test of silt solidification based on Microbially Induced Carbonate Precipitation (MICP) technology. In the experiment, the typical silt in the middle and lower reaches of the Yellow River was used as the reinforcement object, and the microbial liquid and nutrients were injected into the silt at low pressure through the peristaltic pump. The relationship between the diffusion radius of the silt surface, the height of the bulge around the grouting pipe, and its radius under different grouting amounts was studied and analyzed, and the change of pH value along the grouting pipe after silt reinforcement was observed. The strength and deformation characteristics of the reinforced silt were analyzed using a direct shear test and a static triaxial consolidated undrained test. At the same time, the relationship between calcium carbonate formation and strength change was described by the hydrochloric acid dissolution test. The test results show that the microbial diffusion effect will not continue to increase with the increase of grouting amount. In addition, the pH value of the soil after MICP treatment increased slightly, indicating the effective precipitation of carbonate. With the increase of grouting amount, the amount of calcium carbonate precipitation in soil samples increases, which fu

关键词：微生物注浆大尺寸模型无侧限

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