目前,微生物一維注漿加固粉土技術(shù)在反應機理、宏觀試驗等方面研究取得了一定的成果,同時也發(fā)現(xiàn)加固后試樣存在著由CaCO3分布不均勻而引起的顯著的強度不均勻問題,不同尺度的微生物注漿加固粉土的結(jié)果也差異巨大。由于尺寸擴大而產(chǎn)生的不均勻性擴大的問題對于微生物注漿加固粉土技術(shù)從實驗室走向工程應用而言至關(guān)重要。本文對微生物一維注漿加固粉土尺寸效應問題進行研究,首先開展不同配比菌液靜置24h后菌液濃度和脲酶活性試驗,選取最適用于本次試驗的菌液配比;接著進行微生物一維注漿加固內(nèi)徑5cm,長度50cm的試樣試驗,研究了不同菌液配比和膠結(jié)液濃度下,注漿完成后孔隙液中游離微生物、游離Ca2+、NH4+、pH值和反應生成CaCO3的空間分布規(guī)律,探討了試樣CaC03分布不均勻性產(chǎn)生的原因,提出了一些改進CaCO3分布不均勻性的方法;最后開展了在不同菌液配比、膠結(jié)液濃度和注漿方式之下,4種尺寸試樣一維注漿試驗,探究了游離微生物、游離Ca2+、NH4+、pH值以及CaCO3在試樣中空間分布規(guī)律和尺寸效應影響之下演變規(guī)律,并提出了削弱尺寸效應影響的措施,具體研究成果如下:(1)微生物注漿加固后粉土試樣存在不均勻性,主要體現(xiàn)在CaCO3分布的不均勻,而引起CaC03分布不均勻的主要原因就是微生物在粉土中分布的不均勻。對于高度為50cm的粉土柱,注入一倍孔隙體積的原菌液,細菌主要分布于距離注漿口 25cm范圍以內(nèi),其中以距離注漿口 10cm以內(nèi)的范圍分布最多。當注入稀釋菌液和稀釋上清液時,游離細菌數(shù)量遠大于注入時的原液中細菌數(shù)量,且分布較為均勻,通過稀釋細菌濃度可以有效改善CaCO3分布不均勻問題。(2)對比等體積注漿時各尺寸試樣中CaCO3生成量發(fā)現(xiàn),CaCO3生成量受試樣總尺寸影響較為明顯,呈現(xiàn)試樣總尺寸大CaCO3生成量小的規(guī)律,注原菌液和0.5mol/L膠結(jié)液,10cm試樣CaCO3生成量在4.8%～6.5%之間,40cm試樣CaCO3生成量在0.3%～5.3%之間,對大尺寸試樣等效分段化注漿存在一定誤差,相比較而言,注入稀釋菌液和稀釋上清液時,誤差要比注入原菌液小,且后者誤差比前者更小。因此基于以小尺寸試樣代替大尺寸試樣進行試驗的方法,在注入原菌液時并不適用,但注入稀釋菌液和稀釋上清液時可以適用。(3)通過對比注入相同體積注漿液試樣中游離微生物數(shù)量、pH值、NH4+以及游離Ca2+在各尺寸試樣中分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)各尺寸試樣在注入相同體積菌液時,微生物在粉土中吸附率隨著試樣尺寸增加而減少,40cm試樣中吸附菌的數(shù)量要小于10cm試樣,由此可以推測微生物在粉土試樣中吸附性受孔隙壓力的影響,孔隙壓力越大微生物在粉土顆粒上的吸附性越差。(4)兩種注漿方式下注入原菌液的試樣,膠結(jié)液濃度對CaCO3分布有一定的影響,但是只限于靠近注漿口位置,注入稀釋菌液和稀釋上清液的試樣,CaCO3生成量受膠結(jié)液濃度影響較小,后者較前者更小。
【學位單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU746.3
【部分圖文】：

（ ) 注 稀釋上清液時流出液中細菌數(shù)量 4-2 注 400ml 菌液時各尺寸試樣流出液細菌分布規(guī)液和稀釋上清液時， 試樣流出液中細菌數(shù)不大，極值僅為 。原因可能是

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