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砂颗粒矿物成分对MICP过程的影响及机理
1
作者 刘浩 唐朝生 +3 位作者 吕超 章君政 泮晓华 王宝军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1956-1964,共9页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种绿色环保的新型土体加固技术,具有广泛的应用前景。为了研究砂颗粒矿物成分对MICP过程的影响,分别选用石英砂和钙质砂为代表性研究对象,利用环氧树脂胶结固化后打磨制成样片,再在配置好的菌液和胶结液... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种绿色环保的新型土体加固技术,具有广泛的应用前景。为了研究砂颗粒矿物成分对MICP过程的影响,分别选用石英砂和钙质砂为代表性研究对象,利用环氧树脂胶结固化后打磨制成样片,再在配置好的菌液和胶结液中对样片表面进行MICP处理,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及超声震荡试验定量分析了碳酸钙产量、矿物晶型、晶貌及界面胶结特性。结果表明:(1)钙质砂颗粒比石英砂颗粒更利于微生物诱导生成碳酸钙,平均单位面积碳酸钙生成量前者约为后者的5倍;(2)两种砂颗粒表面生成的碳酸钙主要为球霰石和方解石,钙质砂界面能更低,诱导生成更多的方解石;(3)石英砂表面生成的碳酸钙主要为较大的球形颗粒,而钙质砂表面的碳酸钙形貌主要为板片状;(4)微生物在钙质砂颗粒上诱导生成的碳酸钙呈现更高的界面胶结强度,经超声波震荡后,石英砂颗粒上碳酸钙的质量损失率约为钙质砂的10倍。在此基础上,运用微生物学、晶体化学、结晶矿物学等其他相关学科的理论,系统分析了石英砂和钙质砂对MICP过程及效果的影响机理,取得了新的认识,对优化MICP技术在岩土工程中的应用有重要意义。 展开更多
关键词 MICP 微生物矿化 钙质砂 石英砂 晶貌晶型 矿物成分
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基于高密度电阻率法的土体干缩裂隙动态发育过程精细监测研究 被引量：1
2
作者 章君政 唐朝生 +4 位作者 巩学鹏 周启友 程青 吕超 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期392-402,共11页
土体在气候作用下发育干缩裂隙是一种常见的自然现象,裂隙的存在会极大弱化土体的工程性质,诱发许多岩土与地质工程问题。为了实时掌握黏性土中干缩裂隙网络的发展状态,提出了一套基于高密度电阻率层析成像技术(ERT)的土体干缩裂隙动态... 土体在气候作用下发育干缩裂隙是一种常见的自然现象,裂隙的存在会极大弱化土体的工程性质,诱发许多岩土与地质工程问题。为了实时掌握黏性土中干缩裂隙网络的发展状态,提出了一套基于高密度电阻率层析成像技术(ERT)的土体干缩裂隙动态发展过程精细监测方法。分别开展模型试验及原位试验,利用自行研制的测定系统持续采集电流-电位差数据,随后利用自行开发的有限元法电阻率层析成像(FemERT)系统进行数据处理,获取了裂隙网络在不同发育阶段的空间分布特征。结果表明:(1)ERT可以实现土体裂隙发育过程的精细监测,具备监测三维裂隙网络几何形态的能力,裂隙宽度的识别精度达到毫米级,裂隙深度的识别精度达到厘米级;(2)ERT的感度分布特征解释了裂隙发育对于土体电阻率的影响规律,测定电阻值时程曲线因裂隙产生位置的不同而呈现不同的变化规律;(3)反演电阻率及其相对变化率(Rev)可以直观表征裂隙网络在不同阶段的空间几何形态,凸显裂隙动态发育过程对于土体导电性的影响。 展开更多
关键词 土体干缩开裂 高密度电阻率法 土体电阻率 裂隙表征 裂隙监测 裂隙发育过程
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基于ERT技术的微生物矿化固砂过程监测研究
3
作者 章君政 唐朝生 +3 位作者 周启友 吕超 泮晓华 施斌 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期351-358,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在土体改良方面具有良好的应用前景,同时兼顾了生态环境效益。为了对MICP固砂过程进行实时监测,提出将高密度电阻率层析成像技术(ERT)与MICP相结合的方法,通过开展相应的室内试验,验证方法的可行性。试... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在土体改良方面具有良好的应用前景,同时兼顾了生态环境效益。为了对MICP固砂过程进行实时监测,提出将高密度电阻率层析成像技术(ERT)与MICP相结合的方法,通过开展相应的室内试验,验证方法的可行性。试验过程中,将石英砂填入高度60 mm、直径176 mm的圆柱模具,并在四周设计了16个电极,采用喷洒工艺在砂土表面限定区域进行了三轮MICP处理,利用自主研发的ERT系统对不同处理阶段的试样进行了电阻率测试,对比分析了MICP处理过程中试样内部电性参数的空间变化规律。结果表明:(1)MICP处理过程中,处理区域呈现低电阻率特征,低电阻区的范围与电阻率大小主要与菌液和胶结液在砂土介质中的入渗扩散过程有关。(2)对MICP固化砂样进行洗盐风干后,之前处理区域由低电阻区转变为高电阻区,主要是因为微生物诱导生成的碳酸钙胶结作用导致砂土介质的密实度增大。(3)利用ERT技术可以有效追踪MICP处理过程中砂土内部电阻异常区的形成与扩展,并与MICP固砂过程与固化效果建立联系,说明采用ERT技术监测MICP固砂过程具有可行性,为研究MICP固砂机制和评价固化效果提供了新的技术思路。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 高密度电阻率层析成像(ERT) 砂土固化 电阻率 MICP监测
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