微生物诱导碳酸钙沉淀修复三合土裂缝效果研究

摘要

裂缝是土遗址的一种典型破坏形式,其存在会降低结构的性能。另外,裂缝为雨水渗入土体提供优势路径,显著劣化结构的力学性能。因此,土遗址裂缝的修复是其保护与加固的重要内容。三合土的主要成分之一是碳酸钙,应用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术来修复和保护三合土遗址,不仅具有环境友好性,而且与基材的兼容性良好。将MICP技术在土遗址保护领域进一步扩展,以修复三合土的裂缝为研究目标,提出一种由微生物矿化过程主导的裂缝修复方法,并通过试验手段评价其修复效果。首先,进行MICP影响因素和加固土柱试验,确定修复裂缝的适宜细菌浓度、胶结液浓度、填充颗粒组合和注浆批次等参数。然后,利用以上适宜参数,修复预先破坏的三合土试样,并验证其修复效果。结果表明,当裂缝宽度为5mm时,经过MICP修复后试样的平均抗弯强度和抗剪强度恢复率分别为79.92%和88.54%,显示出令人满意的修复能力。但是,恢复率随着裂缝宽度的增加呈现下降的趋势。另外,静态接触角试验结果说明,MICP不但修复了裂缝,同时还增强了裂缝的疏水性。MICP技术可作为修复三合土裂缝的有效方法。