本文關(guān)鍵詞： 液化砂土地基加固 微生物注漿 微生物誘導(dǎo)碳酸鈣結(jié)晶 動(dòng)力反應(yīng) 微生物傳輸　出處：《清華大學(xué)》2013年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：微生物注漿加固技術(shù)是一項(xiàng)利用微生物成礦學(xué)的最新進(jìn)展，即微生物誘導(dǎo)碳酸鈣結(jié)晶技術(shù)，通過(guò)向松散砂土地基中低壓傳輸微生物細(xì)胞以及營(yíng)養(yǎng)鹽（尿素與CaCl2的混合液），最終在砂土孔隙中快速析出碳酸鈣膠凝結(jié)晶，改善地基力學(xué)性能。微生物注漿加固技術(shù)具有注漿壓力低、傳輸距離遠(yuǎn)、擾動(dòng)小、工期短、加固效果明顯和低耗能等優(yōu)勢(shì)，是目前液化地基加固研究的前沿問(wèn)題。 本文主要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)三軸及振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)微生物注漿技術(shù)是否能夠用于液化地基加固，并針對(duì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)微生物注漿配方及注漿方案進(jìn)行了調(diào)整。 首先，概要介紹了微生物注漿加固技術(shù)的原理、方法以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，，給出了適用于液化砂土地基加固的微生物注漿方法。 其次，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)三軸及小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了微生物注漿加固液化砂土的動(dòng)力反應(yīng)，尤其是抗液化性能，并與傳統(tǒng)的碎石樁擋墻加固地基進(jìn)行了對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明，微生物注漿加固液化砂土的抗液化性能顯著提高，且固化效果高于碎石樁擋墻。 最后，針對(duì)國(guó)內(nèi)外微生物注漿技術(shù)在液化砂土加固研究中存在的問(wèn)題與不足，筆者對(duì)固定液濃度、砂土顆粒級(jí)配、注漿速度、砂土相對(duì)密實(shí)度、平均粒徑等因素對(duì)微生物傳輸?shù)挠绊戇M(jìn)行了詳細(xì)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固定液濃度對(duì)微生物在砂土內(nèi)的傳輸影響較大，易造成微生物的不均勻分布。根據(jù)這一研究結(jié)果，筆者對(duì)微生物配方及注漿方案進(jìn)行了調(diào)整，并通過(guò)動(dòng)三軸試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限單軸壓縮UCS試驗(yàn)及不排水三軸壓縮CU試驗(yàn)，測(cè)試了調(diào)整后微生物注漿加固砂樣的受力變形性能，尤其對(duì)動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試和分析。 試驗(yàn)表明，采用25mM/L固定液、1ml/min的注漿速度，有利于提高菌液在砂柱內(nèi)傳輸?shù)木鶆蛐浴＝?jīng)過(guò)2批次注漿后，固化砂樣的抗液化強(qiáng)度高于Dr=85%的密砂砂樣；經(jīng)4批次注漿后，固化砂樣在CSR=0.5時(shí)，動(dòng)力加載3000次，軸向應(yīng)變僅為0.3%，且孔壓無(wú)明顯變化。 可見(jiàn)，調(diào)整后的微生物注漿技術(shù)，菌液用量及注漿批次都有大幅減少，固化時(shí)間縮短至1-2d，且CaCO3膠凝分布不均勻現(xiàn)象有所減緩，固化強(qiáng)度能夠得到充分發(fā)揮。這為該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際工程邁出了重要的一步。
[Abstract]:Microbial grouting reinforcement technology is a new development of microbiological metallogeny, that is, microorganism induced calcium carbonate crystallization technology. Through the transport of microorganism cells and nutrient salts (urea and CaCl2 mixture) to the loose sand foundation, the calcium carbonate cementitious crystallization was rapidly precipitated in the pores of sand soil. Improve the mechanical properties of the foundation. Microbial grouting reinforcement technology has the advantages of low grouting pressure, long transmission distance, small disturbance, short construction period, obvious reinforcement effect and low energy consumption. It is the frontier problem of liquefaction foundation reinforcement at present. This paper mainly through the standard dynamic triaxial test and shaking table test to test whether the microbial grouting technology can be used in liquefaction foundation reinforcement and to solve the problems found in the test. The formula and scheme of microbial grouting were adjusted. Firstly, the principle, method and research status of microbial grouting reinforcement technology are introduced briefly, and the microbial grouting method suitable for liquefaction sand foundation reinforcement is given. Secondly, through standard dynamic triaxial test and small shaking table test, the dynamic response, especially the liquefaction resistance, of microorganism grouting reinforced liquefaction sand is studied. The experimental results show that the liquefaction resistance of the soil reinforced with microbial grouting is significantly improved and the solidification effect is higher than that of the gravel pile retaining wall. Finally, in view of the problems and shortcomings of microbial grouting technology in the study of liquefaction sand reinforcement at home and abroad, the author of fixed liquid concentration, sand particle grading, grouting speed, sand relative compactness. The effect of average particle size on microbial transport was studied in detail. The experimental results showed that the concentration of fixed solution had a great effect on the microbial transport in sand. It is easy to cause the uneven distribution of microorganisms. According to the results of this study, the formulation and grouting scheme of microorganism are adjusted, and the dynamic triaxial test is carried out. Unconfined uniaxial compression UCS test and undrained triaxial compression CU test were used to test the mechanical and deformation properties of sand samples strengthened by microbial grouting, especially the dynamic response was tested and analyzed. The results show that the injection rate of 25 mm / L fixed liquid / min is beneficial to improve the uniformity of the bacterial liquid transport in the sand column. After 2 batches of grouting. The liquefaction resistance of solidified sand samples is higher than that of dr-85% dense sand samples. After 4 batches of grouting, when CSR = 0.5, dynamic loading is 3000 times, axial strain is only 0.3 and pore pressure has no obvious change. It can be seen that after the adjustment of microbial grouting technology, the amount of bacterial liquid and grouting batches have been greatly reduced, the curing time is shortened to 1-2 days, and the uneven distribution of CaCO3 gelation phenomenon has been slowed down. The solidification strength can be given full play, which is an important step for the application of this technology in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TU472

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1487362