MICP联合纤维加筋改性钙质砂的动力特性研究

摘要

为了提高我国南海钙质砂地基的抗液化性能,提出利用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术联合纤维加筋技术对钙质砂进行改性处理。通过开展动三轴试验,对比分析了改性前后钙质砂试样的动应变、动孔压、应力-应变滞回曲线以及动弹性模量的发展规律和演化特征,并结合扫描电镜(SEM)试验探究了MICP和纤维加筋技术对钙质砂的联合改性机制。研究结果表明:(1)MICP技术可以明显改善钙质砂试样的抗变形与抗液化性能,相比于未胶结处理试样,仅MICP处理试样的动应变和动孔压分别降低了95.74%和92.46%;(2)纤维的掺入进一步提升了MICP的改性效果,相比于仅MICP处理试样,MICP和纤维加筋联合处理试样的动应变和动孔压分别降低了74.32%和74.18%;(3)MICP和纤维加筋技术通过减轻试样在循环荷载作用下的循环活动强度和能量耗散、提高试样的动弹性模量和减小动弹性模量的衰减速率,从而实现试样抗变形与抗液化性能的显著提高;(4)SEM试验分析结果表明,MICP与纤维对钙质砂动力特性的改善具有协同作用。纤维的掺入为细菌提供了更多的附着场所,促进了碳酸钙晶体的生成量,该部分碳酸钙不仅增加了颗粒间的胶结强度,同时也将纤维固定在砂颗粒上增强了纤维网的约束作用。