隨著世界范圍內(nèi)的人口增長和社會發(fā)展，對建設(shè)用地的需求不斷增大。傳統(tǒng)的化學(xué)灌漿材料和化學(xué)固化劑，大多含有有毒化學(xué)物質(zhì)，常常對環(huán)境造成不良影響。研究一種新型環(huán)保的土壤加固方法就變得十分迫切。微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀（MICP）是一種在自然界中廣泛存在的生物礦化過程，機理簡單，快速高效，環(huán)境耐受性好。將這一技術(shù)用于土壤加固，將會帶來巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。本文主要開展了巴氏芽孢桿菌（Sporosarcina pasteurii）催化尿素水解進行MICP固化土壤效果和影響因素研究，為這一技術(shù)的實際應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。主要研究內(nèi)容和成果為：（1）巴氏芽孢桿菌的培養(yǎng)和脲酶活性研究。在1%（V/V）接種量，200rpm連續(xù)培養(yǎng)時，巴氏芽孢桿菌的最適宜培養(yǎng)條件為30℃，pH8⁹，時間為38⁴0h，適宜保存條件為4℃，至少可以保存30d。（2）尿素水解MICP過程及影響因素研究。增大菌液（或脲酶）濃度，可以加快尿素水解過程。尿素濃度小于1.6M時，增加其濃度，可以提高細菌脲酶活性，而高濃度CaCl2對脲酶有明顯的抑制作用。提高CaCl2和尿素濃度（小于1... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 本文研究目的、內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.2.1 研究目的及意義
        1.2.2 研究內(nèi)容
        1.2.3 創(chuàng)新點
        1.2.4 技術(shù)路線
第2章 微生物固化土壤技術(shù)概述
    2.1 生物礦化概述
    2.2 尿素水解 MICP 研究現(xiàn)狀
        2.2.1 MICP 種類
        2.2.2 尿素水解 MICP 機理
        2.2.3 尿素水解 MICP 生成碳酸鈣晶體特征
        2.2.4 尿素水解 MICP 應(yīng)用
        2.2.5 尿素水解 MICP 固化土壤
        2.2.6 尿素水解 MICP 固化土壤影響因素
第3章 巴氏芽孢桿菌培養(yǎng)和活性研究
    3.1 引言
    3.2 活化與培養(yǎng)
    3.3 細菌生長與脲酶活性
        3.3.1 細菌數(shù)量與活性的表征方法
        3.3.2 細菌生長曲線和脲酶活性變化
    3.4 環(huán)境因素對巴氏芽孢桿菌生長的影響
        3.4.1 溫度的影響
        3.4.2 pH 值的影響
    3.5 菌種和菌液保存
    3.6 本章小結(jié)
第4章 尿素水解 MICP 影響因素研究
    4.1 引言
    4.2 實驗材料與方法
        4.2.1 細菌和脲酶
        4.2.2 細菌濃度與脲酶活性
        4.2.3 CaCO_3生成量和產(chǎn)率
        4.2.4 NH_4-N 濃度
    4.3 細菌（脲酶）濃度影響
        4.3.1 細菌和脲酶濃度對尿素水解的影響
        4.3.2 細菌和脲酶濃度對 CaCO_3產(chǎn)量的影響
    4.4 尿素的影響
    4.5 Ca~(2+)的影響
    4.6 尿素和 Ca~(2+)共同影響
    4.7 NH_4~+的影響
    4.8 pH 值影響
    4.9 溫度影響
    4.10 本章小結(jié)
第5章 細菌固化土壤實驗?zāi)＞哐芯?br>    5.1 引言
    5.2 實驗材料與方法
        5.2.1 土工布
        5.2.2 反應(yīng)器
        5.2.3 細菌、砂土和粘結(jié)液
        5.2.4 實驗方法
    5.3 實驗?zāi)＞咛剿?br>        5.3.1 頂部開口剛性模具
        5.3.2 頂部和底部開口剛性模具
        5.3.3 全接觸柔性模具
    5.4 固化效果對比與評價
        5.4.1 直剪試驗結(jié)果
        5.4.2 無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果
        5.4.3 三軸壓縮試驗結(jié)果
    5.5 樣品均勻性評價
    5.6 SEM 和 EDX 結(jié)果分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 細菌固化土壤影響因素研究
    6.1 引言
    6.2 實驗方法與材料
        6.2.1 實驗用砂
        6.2.2 細菌溶液
        6.2.3 粘結(jié)液
        6.2.4 固化樣品的準(zhǔn)備方法
        6.2.5 固化樣品的養(yǎng)護條件
        6.2.6 無側(cè)限抗壓強度試驗
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 細菌濃度的影響
        6.3.2 粘結(jié)液濃度的影響
        6.3.3 反應(yīng)時間的影響
        6.3.4 養(yǎng)護條件的影響
        6.3.5 砂土類型的影響
    6.4 本章結(jié)論
第7章 尿素酶固化土壤影響因素研究
    7.1 引言
    7.2 實驗方法與材料
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 尿素酶濃度的影響
        7.3.2 粘結(jié)液濃度的影響
        7.3.3 反應(yīng)時間的影響
        7.3.4 養(yǎng)護條件的影響
        7.3.5 固化樣品 CaCO_3含量和無側(cè)限抗壓強度關(guān)系
    7.4 本章結(jié)論
第8章 結(jié)論與建議
    8.1 結(jié)論
    8.2 建議
致謝
參考文獻
附錄 1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物礦化材料的形成機制及模擬應(yīng)用[J]. 杜竹瑋,李浩然.  有色金屬. 2003(04)
[2]CaCO3生物礦化的研究進展——有機質(zhì)的控制作用[J]. 張剛生,謝先德.  地球科學(xué)進展. 2000(02)
[3]溫度和底物對陜西土壤脲酶活性的影響[J]. 和文祥,朱銘莪.  西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1998(05)
[4]生物礦化作用[J]. 何基保,溫樹林.  自然雜志. 1997(05)

碩士論文
[1]碳酸鹽礦化菌研究[D]. 王瑞興.東南大學(xué) 2005



本文編號：3582813