微生物對紅黏土強度的改良效應及機理研究

王連銳，陳 筠，楊 恒，黃 陽，黃 洋

(1.貴州大學 資源與環境工程學院，貴陽 550025； 2.貴州理工學院，貴陽 550003；3.貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴陽 550000)

1 研究背景

紅黏土是一種性質獨特的地域性土，廣泛分布于我國南方地區，其獨特的物理力學性質造成諸多工程問題[1]。課題組前期對貴州紅黏土進行了大量研究，利用堿液[2-5]、木質素[6]等材料對紅黏土工程性質進行改良，取得了一定的研究成果。然而這些改良方法污染環境、成本昂貴、改良效果不穩定，影響了土體的改良效應。

近年來，微生物巖土技術已得到廣泛應用[7-9]。微生物巖土技術指利用自然界廣泛存在的微生物的新陳代謝，與環境中的物質發生生物化學反應，改變土體的物理力學性質，達到凈化環境、加固土體、治理污染等目的[10]。相對于傳統的土體加固方法，微生物反應是土體生態系統中本就存在的過程，對環境的影響較小。在微生物反應過程中，會產生一些結晶或非結晶的無機化合物，這些無機化合物可以充填土體孔隙，膠結土體顆粒[11]。這個微生物反應過程被稱為微生物的礦化作用，常見的反應過程有尿素水解過程[12]、鐵還原過程[13]、硫還原過程[14]等。

課題組前期已開展了一些微生物改良紅黏土工程性質的相關研究，分別利用紅黏土中天然賦存的原生細菌和微生物誘導碳酸鹽沉淀技術(MICP)中常用的巴氏芽孢桿菌，對貴陽紅黏土進行改良研究[15-16]。試驗結果表明微生物對紅黏土工程性質的改良有積極作用，但改良效果不明顯，推測是因為紅黏土中孔隙過小，微生物和營養液無法在土中自由遷移，影響微生物的生存與繁殖。……