Page 55 - 2020-6
P. 55
图 10 不同营养盐浓度下试样含水率变化曲线 图 11 不同营养液浓度下 7d 养护前后试样干密度变化
微生物和营养盐通过拌合填充了部分淤泥质土的孔隙,产生碳酸钙堆积后也增大了淤泥质土固
体颗粒的质量,宏观上致使试样干密度增加。整理得到的 MICP 固化过程中试样干密度变化见图 11,
可以看出,7 d 养护龄期结束后,在 0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2 mol/L、3 mol/L 等不同营养液
浓度条件下,高酶活菌液固化试样的平均干密度从初始 1.35 g/cm ,分别增加到了 1.36 g/cm 、1.39 g/cm 、
3
3
3
1.38 g/cm 、1.42 g/cm 和1.42 g/cm ,分别增加0.01 g/cm 、0.04 g/cm 、0.03 g/cm 、0.07 g/cm 和0.07 g/cm 。
3
3
3
3
3
3
3
3
低酶活菌液固化试样的平均干密度也分别增加 0.03 g/cm 、0.03 g/cm 、0.08 g/cm 和 0.10 g/cm ,
3
3
3
3
相应的含水率分别降低了 2.52%、4.82%、5.12%、6.73%及 8.15%。微生物参与尿素水解作用以及自
身生命活动均消耗水分,会降低试样的含水率的同时也提高了固化试样的强度。当营养液浓度大于
2.0 mol/L 后,高酶活菌液固化处理后的试样干密度没有增加,表明高盐浓度的营养液对微生物诱导
生成碳酸钙起到了抑制作用;而低酶活情况下,由于菌液对高浓度营养液的稀释作用,仍然可以继
续诱导生成碳酸钙,只是由于菌液浓度较低,诱导生成的碳酸钙量相对高酶活情况表现更为集中,
影响了固化效果。
图 12 相同营养盐条件下含水率随龄期变化曲线 图 13 不同龄期试样干密度随龄期变化
营养液浓度 1.50 mol/L 条件下,不同养护龄期的含水率及干密度随龄期变化如图 12 和图 13 所
示,对比可以看出,随着养护龄期的增加,高酶活菌液固化试样含水率分别降低了 6.57%、6.75%、
6.16%、7.60%、8.62%和 6.71%,干密度分别增加了 0.04 g/cm 、0.05 g/cm 、0.05 g/cm 、0.06 g/cm 、
3
3
3
3
0.06 g/cm 及 0.04 g/cm ; 低 酶 活 菌 液 固 化 试 样 含 水 率 分 别 降 低 了 4.67% 、 5.22% 、 6.67% 、 6.37% 、
3
3
6.95%和5.12%,干密度分别增加了0.04 g/cm 、0.04 g/cm 、0.06 g/cm 、0.06 g/cm 、0.06 g/cm 及0.05 g/cm 。
3
3
3
3
3
3
说明在优化营养液浓度条件下,生物酶催化尿素的水化作用也在试样养护初期就快速进行,含水率
降低及干密度增加均较为明显。
对比不同龄期固化试验结果发现,两种酶活菌液固化试样含水率下降和干密度增加主要集中淤
泥质土固化 12 h 的反应初期,内摩擦角由未固化的 5°提高到了 20°,为 7 d 测得 28.10°的 65%。由于
菌液和营养液在土体内部 24 h 内参与尿素水解反应效率较高,新陈代谢旺盛也消耗了一定土体内部
的水分,使得试样在养护初期的含水率有了较大降低,也相应提高试样的干密度。此外,反应初期
微生物诱导形成的碳酸钙的迅速生成后,以细菌为成核位点产生的碳酸钙相互堆积,填充了部分土
— 491 —