微生物单点注浆固土胶结区的形态演变特征

作者：黄容聘; 邵光辉; 陈飞扬

来源：林业工程学报, 2019, 4(06): 158-164.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.2019.06.022

• 微生物固土技术
• 微生物单点注浆
• 胶结区
• 形态演变
• 重力下沉

微生物注浆加固地基时,胶结区的形态和特性是影响地基承载性能的核心因素。为揭示微生物注浆固土胶结区形态演变特征及其影响因素,采用立式平板试验槽开展微生物单点注浆固化砂土试验,研究不同轮次注浆过程中胶结区形态变化以及微生物诱导胶结矿物的分布规律。试验结果显示:菌液通过注浆孔注入砂土后,在竖直平面内发生二维渗流扩散,细菌浓度以注浆口为中心呈非对称分布,OD600等值线前锋面在水平扩展的同时,向下方偏转。水平方向上,菌液浓度OD600值受土体的反滤与吸附作用控制,在水平的扩散路径上沿程衰减,受此影响,微生物诱导产生的胶结碳酸钙含量也呈现显著的沿程衰减现象;竖直方向上,菌液浓度OD600值受细菌重力下沉与土体反滤、吸附作用共同影响,注浆口以下的衰减速度明显低于注浆口以上。胶结液的重力下沉现象明显,使细菌诱导产生的碳酸钙分布与细菌浓度分布衰减规律不再一致,碳酸钙优先在槽底处沉积。经过多轮注浆后,稳定加固体底部的碳酸钙生成量最高,表层的碳酸钙生成量最低。受碳酸钙空间分布的影响,胶结区在无侧向边界约束时呈堆积锥体扩展,而在有侧向边界约束时呈U形叠加扩展。研究结果表明,影响胶结区形态演变的主要因素是土体对细菌的反滤与吸附作用、细菌的重力下沉、胶结液的重力下沉,这些因素也是导致微生物注浆固土胶结不均匀的内在原因。

• 单位
  土木工程学院; 南京林业大学