营养盐浓度对胶结重塑泥岩试样力学特性及微观结构的影响试验研究

摘要

采用一次浸泡菌液的方式,制备不同浓度(0、0.3、0.5、0.7 mol/L)营养盐处理的微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结重塑泥岩样。基于直接剪切、碳酸钙酸洗法、扫描电镜(SEM)等试验测试胶结试样,分析了营养盐浓度对胶结试样力学性能、碳酸钙含量及微观结构的影响。结果表明:同等反应条件下(相同时间、体积),随着营养盐浓度的增加抗剪强度先增大后减小,当营养盐浓度达到0.5 mol/L时抗剪强度最大,此时,试样黏聚力、内摩擦角分别为15.5 kPa、18.83°;碳酸钙含量随着营养盐浓度的增加而增加,当营养盐浓度达到0.7 mol/L时,试样平均碳酸钙含量提高较少;碳酸钙晶体分布均匀性随着营养盐浓度由低到高变化呈凸字形态;胶结试样的强度依赖于生成的CaCO 3晶体量及其分布形态;生成的方解石型碳酸钙晶体主要沉积在颗粒接触处形成积聚晶体或填充在孔隙中形成“胶结桥”,产生胶结效果而增强试样的力学性能。