练继建,吴昊潼,闫玥,付登锋,王明军

• 1:天津大学建筑工程学院
• 2:中国水利水电科学研究院

摘要(Abstract)：

针对水利工程防渗堵漏的问题,以降低砂土生物覆膜透水率、提高砂土胶结之后的强度为目的,利用巴氏芽孢杆菌催化尿素水解对MICP(microbially induced calcium carbonate precipitation)生物覆膜效果的影响因素展开试验研究。采用控制变量法探究胶结液浓度和胶结时间对生物覆膜效果的影响,从而为生物覆膜技术的实际应用提供基础性数据和科学依据。结果表明:相同胶结时间的情况下,胶结液浓度越大,钙离子利用率越高;生物覆膜样本的最小渗透系数为2.42×10~(-5)cm/s,防渗效果相当于粉土或黏土混合物,最大抗折强度为1.63 MPa,最大抗压强度为1.5 MPa;胶结液浓度是影响覆膜抗折强度的主要因素,相同浓度下的胶结时间越长,对应的抗折强度值越大;碳酸钙在颗粒间的孔隙中充当胶凝作用,碳酸钙含量与抗折和抗压强度呈正相关关系。研究成果对未来将生物覆膜技术应用于水工防渗材料具有参考价值。

关键词(KeyWords)： MICP;生物覆膜;力学性能;微生物;碳酸钙

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划(2016YFC0401905)

作者(Author): 练继建,吴昊潼,闫玥,付登锋,王明军

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.08.017

参考文献(References)：

• [1] 潘晓芳,王海水.碳酸钙生物矿化研究[J].广东化工,2013,40(20):1- 2,6.
• [2] WARTHMANN R,VAN L,KARPOFF A M,et al.Bacterially induced dolomite precipitation in anoxic culture experiments[J].Geology,2010,28(12):1091- 1094.
• [3] IVANOV V,CHU J.Applications of microorganisms to geotechnical engineering for bioclogging and biocementation of soil in situ[J].Reviews in Environmental Science and Biotechnology,2008,7(2):139- 153.
• [4] 王剑云,钱春香,王瑞兴,等.海藻酸钠固载菌株在水泥基材料表面防护中的应用研究[J].功能材料,2009,40(2):348- 351.
• [5] 朱飞龙,李庚英,杜虹,等.一种基于微生物沉积的水泥砂浆表面改性技术[J].功能材料,2013,44(5):700- 703,708.
• [6] 王瑞兴,钱春香,王剑云,等.水泥石表面微生物沉积碳酸钙覆膜的不同工艺[J].硅酸盐学报,2008,36(10):1378- 1384.
• [7] 黄琰,罗学刚,杜菲.微生物诱导方解石沉积加固的影响因素[J].西南科技大学学报,2009,24(3):87- 93.
• [8] 王瑞兴,钱春香.微生物沉积碳酸钙修复水泥基材料表面缺陷[J].硅酸盐学报,2008,36(4):457- 464.
• [9] ROESELERS G,VAN LOOSDRECHT M C M.Microbial phytase-induced calcium-phosphate precipitation-a potential soil stabilization method[J].Folia Microbiologica,2010,55(6):621- 624.
• [10] LI Bing.Geotechnical properties of biocement treated sand and clay[M].Singapore:Singapore Institute of Technology,2014.
• [11] 古丽扎提.EDTA络合滴定法在水工混凝土水质分析中的应用[J].山西建筑,2012,38(29):150- 151.
• [12] 赵茜.微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化土壤实验研究[D].北京:中国地质大学(北京),2014.
• [14] 雷云.球霰石型碳酸钙的研究进展[J].长江大学学报(自然科学版),2014,11(34):35- 39.
• [15] VAN PAASSEN L A,DAZA C M,VAN LOOSDRECHT M C,et al.Potential soil reinforcement by biological denitrification[J].Ecological Engineering,2009,36(2):168- 175.
• [16] MARYAM N.Biocementation of sand in geotechnical engineering[M].Singapore:Singapore Institute of Technology,2014.