[发明专利]一种基于温度条件的微生物固化砂土优化方法

说明书

发明提供一种基于温度条件的微生物固化砂土优化方法。该方法包括配制巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液、配置反应液、配制混合液、灌入目标砂样等步骤。该方法降低了CaCO3生成的离散程度，提高了MICP技术的有效性。微生物固土材料的反应速率和胶结强度可控，降低处理成本，施工周期短。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种基于温度条件的微生物固化砂土优化方法。

背景技术

微生物加固化土作为近年来环境岩土较新的研究领域，其核心技术即为MICP(Microbially Induced Calcite Precipitation，微生物诱导碳酸钙沉淀)，通过微生物作用，以一种绿色环保的方式，分解尿素，在土体颗粒之间形成碳酸钙沉淀，从而达到土体固化，提高土体刚度和强度。

然而，传统MICP技术中采用多相多次通入方法，“先接触，先反应”导致易堵塞、极不均匀的问题。截止目前的国内外研究资料，难以控制的均匀性问题和MICP技术效率问题，是限制微生物加固化土应用的主要因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于温度条件的微生物固化砂土优化方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于温度条件的微生物固化砂土优化方法，包括以下步骤：

1)配制巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液。其中，所述巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液600nm光密度值OD600＝1.628～1.821。所述巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液的保存温度为4℃。

2)采用10℃氯化钙溶液与10℃尿素溶液混合配置反应液，并保持温度为10℃。其中，所述氯化钙溶液的浓度为0.25～2mol/L，尿素溶液的浓度为0.25～2mol/L。所述氯化钙溶液与尿素溶液的体积比为1:1，浓度比为1:1。

3)取10℃反应液与4℃巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液配制得到混合液。其中，所述反应液与巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液的体积比为20:1～10:1。

4)打开蠕动泵，通过导管将低温混合液在指定速率下灌入目标砂样中。使混合液向砂样中扩散，并吸附于土体颗粒之上。

5)灌入结束后，静置砂样10h。

6)打开蠕动泵，通过导管将砂样中的混合液抽出注入储液桶。

7)重复步骤4)～6)，直至砂样满足加固目标强度。

进一步，所述导管的内径为3.1mm。

进一步，步骤1)中，所述巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液600nm光密度值OD600＝1.75。

进一步，步骤2)中，所述氯化钙溶液的浓度为2mol/L，尿素溶液的浓度为2mol/L。

进一步，步骤4)中，反应液与巴氏芽孢杆菌微生物悬浊液的体积比为15:1。

进一步，步骤4)中，混合液的灌注速率为0.5～1mm/min。

进一步，步骤4)中，混合液的灌注时间控制在1h以内。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

A.降低了碳酸钙生成的离散程度，提高了MICP技术的有效性；

B.微生物固土材料的反应速率和胶结强度可控性提高，施工周期短；

C.实现细菌悬浊液与反应液的直接混合，使材料利用率提高，节约处理费用。

附图说明

图1为砂柱小试样加固优化试验示意图；