微生物固化风积沙力学特性及细观模拟研究

作者：杜强; 薛嘉麟; 李永^*

来源：内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2021, 42(06): 64-69.

DOI：10.16853/j.cnki.1009-3575.2021.06.011

• 微生物诱导碳酸钙沉淀
• 风积沙
• 无侧限抗压强度
• 离散元数值模拟

风积沙颗粒细小均匀,粒间无黏聚力,其力学特性较差,通过微生物诱导碳酸钙沉淀技术(Microbial-Induced Calcite Precipitation,MICP),可胶结松散土颗粒,改善风积沙的力学特性。采用无侧限抗压强度试验研究微生物固化风积沙的力学特性,并结合扫描电镜及离散元数值模拟方法(Partical Flow Code,PFC3D),从细观角度进行研究。在PFC3D中利用微小颗粒单元与粘结模型模拟碳酸钙晶体,研究颗粒细观力学参数的变化规律。研究结果表明:微生物诱导沉积产生的碳酸钙晶体主要粘附在风积沙骨架颗粒接触部位形成连接键,从而产生胶结作用提高风积沙的力学性能;当风积沙具有较大的初始孔隙率时,MICP固化过程更充分,固化后的风积沙试样孔隙率明显减小,表现出较高的强度特性;同时,碳酸钙含量与风积沙力学性能的提高有较好的关联性。

• 单位
  内蒙古工业大学; 土木工程学院