不同養護測試條件對微生物加固土體強度的影響

趙志峰,陳文杰

(南京林業大學土木工程學院,南京 210037)

土木工程作為高耗能產業,在建設中使用大量水泥類化學膠結材料,對地球表層的生態造成不利影響。將生物技術引入地基處理等領域,為解決傳統方法帶來的環境問題提供了新的思路。利用微生物誘導碳酸鈣沉積(MICP),對土顆粒膠結加固,可起到增加承載力、提高強度、改善穩定性等作用。近年來,通過室內試驗研究[1-3],目前對MICP中使用的反應材料、加固對象、加固方法等已有比較深入的理解,也取得了良好的加固效果。

微生物在整個反應中起著提供脲酶和成核點的作用,待處理土的顆粒組成、參與反應的尿素和鈣鹽濃度、加固方法、處理次數等都會影響碳酸鈣的沉積情況,進而影響加固效果。由于涉及的影響因素多,因此不同文獻得到的加固效果相差較大。MICP處理后的碳酸鈣質量分數從不足1%到25%,加固后的無側限抗壓強度(UCS)從約100 kPa到10 MPa以上[4]。所以,減少微生物加固的不確定性,增強處理效果的可重復性是亟待解決的問題。

目前,MICP研究中多采用無側限抗壓強度來評價加固效果,但對于強度測試前試樣應如何養護并未形成一致的操作方法或標準。部分文獻采用的養護方法見表1,還有不少文獻對養護條件和測試前的試樣狀態并未提及。從表1可看出,很多研究在強度測試前對試樣進行了烘干或風干處理,去除試樣中的水分。試樣的含水狀態會直接影響強度測試結果,飽和試樣的強度低于干燥狀態下的強度,因此在巖土工程勘察規范等標準中都要求對飽和試件進行強度測試。……