优化加压MICP 固化砂质黏性紫色土试验研究OA

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对岩土材料加固具有广泛应用前景。加压灌浆的方式适用于固化渗透性较低的岩土材料。通过对重庆地区砂质黏性紫色土进行灌浆压力、胶结液浓度、灌浆流量、周期条件的四因素三水平L_(9)(3^(4))正交试验和扫描电镜微观结构分析,研究加压灌浆方式对固化试样的微观结构、强度、模量、碳酸钙均匀性等方面的影响规律。结果表明:灌浆浓度和流量是影响碳酸钙沉积位置的重要因素,适当提升流量可以在土样上层碳酸钙大量絮凝之前将其输送到土体内部;胶结液在1,3,5个灌浆周期后的利用率依次降低,分别为67%,48%,36%;受到碳酸钙产量、灌浆压力及灌浆次数共同影响,试样渗透系数由初始的2.5×10^(-4) cm/s降低1~2个数量级;碳酸钙产量对无侧限峰值强度增量(ΔUCS)的影响呈近似线性关系,大于1.1%的碳酸钙产量可使紫色土ΔUCS获得可见的提升;5次灌浆以后,强度最高可提升至2倍;割线模量与碳酸钙离散度保持负相关关系,并随着碳酸钙的增加波动上升。加压灌浆获得的固化样割线模量E50最高可达301 MPa,是未固化试样的3.2倍;最佳灌浆工艺条件是灌浆压力为150 kPa,流量为28 mL/h、胶结液浓度为1 mol/L、灌浆次数为5次的固化模式。该压力、流量可控的优化加压灌浆系统同时实现了对每轮灌浆后渗透系数的测量,试验结果可以为低渗土壤微生物加压灌浆的应用提供参考。