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（°）
内摩擦角/

图 2 不同营养盐浓度条件下内摩擦角变化曲线 图 3 不同营养盐浓度条件下黏聚力变化曲线

16.79°，黏聚力为 23.77 kPa，表明对渗透性差、孔隙小、水动力学性质差的淤泥质土，高浓度、高酶
活巴氏芽孢杆菌更适用于淤泥质土的固化。
对比图 2 可以看出，菌液酶活 1.62 ms/（cm·min），OD 为 4.12 情况下，随营养液浓度增加，固化
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试样内摩擦角呈先增加后下降的趋势；当营养液浓度为 0.50 mol/L 时，与相同含水率未固化试样相
比，内摩擦角提高近 4 倍，较高 OD 的菌液在土体内部参与尿素水解反应会更充分，提高了碳酸钙
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产率。营养液浓度 1.50 mol/L 时，测得内摩擦角最高为 28.10°，同比提高 5.52 倍；营养液浓度进一步
提高后测得内摩擦角有所下降，主要是因为高浓度营养盐对菌液有了一定抑制作用。
菌液酶活 1.28 ms/（cm·min），OD 为 2.41 情况下，随营养液浓度的增加，固化后试样的内摩擦
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角也逐渐增加，营养液浓度为 3.00 mol/L 时，内摩擦角最高为 16.79°；与高浓度菌液相比，一方面，
由于利用低酶活和低浓度的菌液固化淤泥质土，会使得单位体积土体内菌液数量较少，诱导生成相
同质量的碳酸钙在时间上存在一定的滞后性；另一方面，低浓度菌液在一定程度上也会稀释营养液
浓度，进而降低营养盐浓度过高对菌液活性的抑制作用，有利于提高固化强度。

图 4 不同盐浓度条件下酶活 1.62 试样法向 图 5 不同盐浓度条件下酶活 1.28 试样
应力-抗剪强度 法向应力-抗剪强度

MICP 固化淤泥质土对于土体内摩擦角提高显著，内摩擦角增大在一定程度内会导致黏聚力的减
小。对不同营养盐浓度条件下的直剪试验结果进行进一步整理后得到抗剪强度包线，如图 4 和图 5 所
示，对比可以看出，MICP 固化处理后淤泥试样的实测强度包线均靠上，与未固化淤泥试样相比，抗
剪强度有了明显提高，选用高酶活菌液的试样中，营养液浓度为 1.50 mol/L 时，抗剪强度达到最大，
在低酶活菌液组别中，虽然参与诱导生成碳酸钙的微生物量较少，由于高浓度的营养盐溶液中游离
的 Ca 、NH 数量较多，随营养盐溶液浓度的增大，微生物反应后抗剪强度仍有一定提高。综合固化
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4+
效果与经济性，优先选用高酶活、高 OD 值的菌液进行固化试验更有优势。
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3.2 优化营养液浓度条件下不同养护龄期和菌液酶活的固化效果对比 在 3.1 试验基础上，优选营养
液浓度 1.50 mol/L，进行不同养护龄期和菌液酶活的微生物固化淤泥质土试验，得到的抗剪强度指标
通过对优化营养盐下不同龄期试样的抗剪强度指标进一步整理，得到优化营养盐情况下内摩擦角和
黏聚力随龄期变化，如图 6 和图 7 所示。
从图 6 和图 7 可以看出，优化营养盐浓度条件下，不同菌液酶活的微生物固化淤泥质土试样在养

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