基于MICP及EICP技术的土壤固化试验研究

摘要

【目的】针对传统土质边坡固化方法操作复杂、维修维护困难问题,开展基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)及脲酶诱导碳酸钙沉积(EICP)技术的土壤固化研究,为农田土质排水沟边坡生态防护提供一定的理论指导。【方法】基于MICP及EICP技术的土壤固化研究,使用巴氏芽孢杆菌和脲酶进行土壤固化试验,设置巴氏芽孢杆菌(菌组)、脲酶(脲酶组)处理,通过溶液试验,对比研究巴氏芽孢杆菌菌液、脲酶溶液分别与固结液(尿素/氯化钙混合液)以不同配比(1∶3、2∶3、1∶1、4∶3、5∶3)混合下的碳酸钙生成量,并进行土壤多轮次喷洒试验,分析不同固化轮次下土壤表面形态、碳酸钙量和微观结构特征,探讨巴氏芽孢杆菌、脲酶对土壤的固化效果。【结果】巴氏芽孢杆菌、脲酶作为MICP和EICP过程的催化剂水解尿素,然后与氯化钙生成碳酸钙晶体,不同催化剂与固结液的最佳配比为菌组2∶3、脲酶组5∶3,其碳酸钙产率分别为86.7%、84.1%;2个处理以2∶3配比对土壤进行多轮次喷洒,生成的碳酸钙可有效修复土壤表层裂缝,菌组碳酸钙量比脲酶组高,但其差距在后期逐渐减小;巴氏芽孢杆菌和脲酶诱导产生的碳酸钙晶体形态不同。【结论】巴氏芽孢杆菌、脲酶诱导沉积的碳酸钙晶体填充在土颗粒之间,可达到良好的土壤固化效果,本研究条件下,巴氏芽孢杆菌处理效果比脲酶处理好。