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微生物诱导矿化风沙土的紫外侵蚀微观试验研究 被引量：4
1
作者 高瑜 姚德 +1 位作者 韩宏伟 李驰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期254-258,共5页
基于微生物诱导矿化(MICP)技术,以乌兰布和沙漠风沙土为岩土基质,对基于MICP技术诱导矿化风沙土的紫外侵蚀特性进行微观试验研究。模拟乌兰布和沙漠地区的冬季紫外线照射量,且将乌兰布和沙漠地区冬季室外紫外线照射总的有效时间等同于... 基于微生物诱导矿化(MICP)技术,以乌兰布和沙漠风沙土为岩土基质,对基于MICP技术诱导矿化风沙土的紫外侵蚀特性进行微观试验研究。模拟乌兰布和沙漠地区的冬季紫外线照射量,且将乌兰布和沙漠地区冬季室外紫外线照射总的有效时间等同于室内紫外线照射总有效时间,确定室内紫外侵蚀试验的紫外照射时间,并运用微观电镜扫描和核磁共振技术,在相同的紫外线照射强度下,研究矿化风沙土试件的孔隙特征随照射时间延长的变化规律。结果表明:经过紫外线照射后,微观电镜扫描显示MICP矿化试件在紫外线长时间照射下,碳酸钙晶体出现孔洞,此现象证明了紫外线的长期照射侵蚀弱化了碳酸钙的性能。当紫外侵蚀试验中照射时长为1046h时,MICP矿化风沙土材料孔隙度变化率为23.6%;在核磁共振试验中,照射前试件的T2图谱呈多峰型,孔隙分布不均匀;试件的孔隙度随照射时间的延长而增大;随照射时间的增加,孔隙不断发育扩展,大孔隙逐渐减少,中孔隙逐渐增多,而小孔隙逐渐发育并与中型孔隙连接,大孔隙虽有残留,但大部分都转化为中型孔隙,材料的抗紫外侵蚀能力逐渐降低;孔隙主要分布在0.1~8μm,以半径为1μm的小孔隙为主。微生物矿化风沙土的紫外侵蚀研究为该技术在沙漠原位微生物覆膜的应用推广提供了基础研究和试验依据。 展开更多
关键词 生物岩土工程 微生物诱导矿化 紫外侵蚀 微观孔隙 核磁共振(NMR)
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微生物诱导矿化材料的耐腐蚀性能试验研究 被引量：4
2
作者 李驰 王燕星 +2 位作者 周团结 秦骁 李弘妍 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2016年第3期223-229,共7页
本文通过电子显微镜扫描试验对新型微生物矿化材料的固化机理进行研究,并通过岩土力学试验对微生物诱导矿化材料的耐酸碱侵蚀能力进行试验评价。试验结果表明该材料在经历酸碱腐蚀过程中并没有改变其破坏形式,当酸碱腐蚀溶液浓度为4g/L... 本文通过电子显微镜扫描试验对新型微生物矿化材料的固化机理进行研究,并通过岩土力学试验对微生物诱导矿化材料的耐酸碱侵蚀能力进行试验评价。试验结果表明该材料在经历酸碱腐蚀过程中并没有改变其破坏形式,当酸碱腐蚀溶液浓度为4g/L时,7天腐蚀后,试样的酸碱腐蚀速度分别为0.25MPa/d和0.02MPa/d,表明试样抗碱腐蚀能力强于抗酸腐蚀能力,试验结果证实微生物诱导矿化材料是一种耐碱而不耐酸侵蚀的材料。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化 腐蚀机理 酸碱腐蚀性能
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沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究 被引量：52
3
作者 李驰 王硕 +2 位作者 王燕星 高瑜 斯日古楞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1291-1298,共8页
将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙... 将微生物诱导矿化技术应用于原位沙漠覆膜的形成,使得流动沙丘经结皮固定而成为半固定、固定沙丘,从根本上阻断沙尘暴的源头。在内蒙古乌兰布和沙漠腹地选择两个微生物矿化试验区域(TP1和TP3),分别用于两种不同矿化菌种诱导生成碳酸钙覆膜。研究沙漠微生物矿化覆膜的现场试验方法及工艺,对原位矿化覆膜的强度及其在沙漠环境中的长期稳定性进行跟踪检测。采用沙漠土中自行提取的葡萄球菌和传统的巴氏芽孢杆菌两种不同的微生物矿化菌种,通过现场贯入试验检测7、14、28、60、210 d后矿化覆膜沿深度发展的贯入阻力,并将覆膜厚度为2 cm处的平均贯入阻力换算成覆膜层强度,总结覆膜强度随时间的发展变化规律。现场观测结果显示,不同微生物菌种诱导生成的矿化覆膜均在试验的第4天开始形成,到第7天覆膜层具有稳定的强度和厚度,现场检测覆膜的平均厚度为2.0～2.5cm,经自源葡萄球菌诱导生成的矿化覆膜(TP1)的强度是巴氏芽孢杆菌诱导生成的矿化覆膜(TP3)强度的1.05倍。当经历冬春交替后覆膜层强度都有不同程度的降低,明显地TP3较TP1区域表面剥落更为严重,第210天检测TP3的平均厚度为0.7～1.0 cm,覆膜强度较第7天时降低19%,覆膜内碳酸钙含量较第7天检测时降低15%～30%。而TP1在第210天时的强度较第7天时强度降低仅2%。因此,微生物诱导矿化技术可以应用于沙漠原位覆膜的形成,且沙漠自源葡萄球菌经诱导生成的矿化覆膜层具有更好的强度表现和稳定性。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化技术 葡萄球菌 长期稳定性 沙漠矿化覆膜 现场试验
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微生物诱导碳酸盐岩沉淀过程及作用机理 被引量：4
4
作者 高旭波 潘振东 +3 位作者 龚培俐 江玉 李成城 李鸿煜 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期441-452,共12页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation,MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利、环境多个领域中广泛推广应用。文章在分析国内外相关研究成果的基础上,归纳整理出反硝化过程、硫酸盐还原作用、尿素分解作用等多种微生物诱导下碳酸钙矿化途径和作用机制。以尿素分解菌为代表,重点讨论微生物诱导碳酸盐沉淀过程中pH、温度、离子浓度等环境因素对生成矿物晶型晶貌等方面的影响,总结了MICP的环境应用机制,即环境中的重金属元素通过替换作用替换矿化矿物中的Ca^(2+)或CO^(2-)_(3)从而被固定。MICP作为一种简单高效的地质环境过程,在生态环境修复领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化 碳酸钙沉淀 微生物作用机制 尿素分解菌 重金属固定 地质环境修复
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内掺微生物水工混凝土的抗渗性能试验研究 被引量：7
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作者 孟永东 何竹青 +4 位作者 蔡征龙 田斌 徐晓蔚 王定杰 丁毅 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-8,共8页
有效改善水工混凝土防渗体的抗渗性能是提高其耐久性的关键。本文通过开展内掺科氏芽孢杆菌的水工混凝土抗渗试验,分析内掺不同浓度科氏芽孢杆菌对水工混凝土抗渗性能的影响规律;通过氮吸附试验,分析水工混凝土试样的微观孔隙特征,揭示... 有效改善水工混凝土防渗体的抗渗性能是提高其耐久性的关键。本文通过开展内掺科氏芽孢杆菌的水工混凝土抗渗试验,分析内掺不同浓度科氏芽孢杆菌对水工混凝土抗渗性能的影响规律;通过氮吸附试验,分析水工混凝土试样的微观孔隙特征,揭示内掺科氏芽孢杆菌对水工混凝土抗渗性能的影响机制。结果表明:内掺矿化微生物可显著提升水工混凝土的抗渗性能;随着内掺微生物浓度的增大,混凝土28 d水渗透性系数降幅呈先大后小的趋势,当内掺微生物浓度为9.8×10^(7)cells/mL时,混凝土的水渗透性系数降幅最大,28 d混凝土水渗透性系数减小了92%;氮吸附微观分析可知,混凝土内掺微生物可减少中大孔数量、细化孔隙,最可几孔径峰值降幅达47.65%,有效改善了混凝土内部的孔隙结构,降低了孔隙连通性,致使水工混凝土的抗渗性能有效提高。 展开更多
关键词 水工混凝土 防渗体 抗渗性能 微生物诱导矿化沉积 氮吸附
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微生物矿化技术改良砒砂岩风化土的冻融特性试验研究
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作者 王燕星 高瑜 +3 位作者 杨国辉 牛恒茂 刘斌 任雪丹 《工业建筑》 2024年第9期10-18,共9页
砒砂岩地区严重的水土流失使当地植被稀少、生态环境恶劣,同时砒砂岩岩体经风化后形成的碎屑不断迁移到黄河等河流中,成为黄河中上游粗泥沙的主要来源。为此,将微生物矿化技术应用于砒砂岩及其风化土的加固和改良解决其遇水溃散的难题... 砒砂岩地区严重的水土流失使当地植被稀少、生态环境恶劣,同时砒砂岩岩体经风化后形成的碎屑不断迁移到黄河等河流中,成为黄河中上游粗泥沙的主要来源。为此,将微生物矿化技术应用于砒砂岩及其风化土的加固和改良解决其遇水溃散的难题。在实现砒砂岩风化土矿化加固的基础上,采用宏观力学性能测试结合孔隙测定微细观结构测试手段,研究冻融循环作用后矿化风化土的性能变化和衰退机理。结果表明:矿化试样经盐蚀冻融循环后,其强度降低,内部孔隙不断变化,不同大小的孔径发育或相互转化。盐环境对试样强度性质造成的削弱程度大于去离子水中试样的劣化程度,复合盐环境中试样强度性质的削弱大于单一盐环境中的试样。混合盐环境下经历5次冻融循环后试样就侵蚀破坏了,抗冻融能力降低至0.125 6,同时期去离子水环境中试样抗冻融能力降低至0.416 7,相差将近3倍;因冻胀作用、干湿作用和颗粒间连接的破坏,试样孔隙度增大,不同类型孔的分布量累积变化率随冻融循环次数的增加而增大。试样强度的降低,实际是内部骨架力学性能降低的宏观体现,试样内部孔隙骨架因抵抗冻胀力能力的不断减弱,造成宏观上强度的不断降低,随着试样抵抗变形潜能的释放,冰的体积膨胀系数和孔隙收缩系数不断变大,混合盐由于内部胶结破坏多而孔隙骨架的变形能力弱,膨胀系数最大,收缩系数最小。 展开更多
关键词 微生物诱导矿化技术 砒砂岩 风化土 冻融循环 核磁共振
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MICP矿化产物中钙离子利用率的影响因素及微观物相分析 被引量：6
7
作者 段宇 徐国宾 +1 位作者 杨德锋 闫玥 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2306-2313,共8页
钙离子利用率是微生物诱导碳酸钙沉积矿化技术中一项重要指标和参数,待矿化钙离子能否参与到矿化反应和如何被利用是这项技术的关键。本文借助紫外线吸光度法、电导率法和EDTA滴定法等技术手段,分析了待胶结菌液浓度和脲酶活性的时变规... 钙离子利用率是微生物诱导碳酸钙沉积矿化技术中一项重要指标和参数,待矿化钙离子能否参与到矿化反应和如何被利用是这项技术的关键。本文借助紫外线吸光度法、电导率法和EDTA滴定法等技术手段,分析了待胶结菌液浓度和脲酶活性的时变规律,阐述了不同胶结配比对矿化反应过程中钙离子利用率的影响。结果表明:在胶结过程中,细菌的浓度和脲酶活性会逐渐降低;在合理浓度范围内,钙离子利用率随菌液浓度以及胶结液浓度的增大而提高,最高可达99.73%。进而通过X射线衍射、扫描电镜检测来揭示矿化产物的形成机理,分析得出:球霰状碳酸钙晶体是钙离子在有机质的调控下依托细菌表面的成核位点富集矿化而成,矿化产物中碳酸钙晶体尺寸大小和形态受菌液和胶结液配比浓度的影响。本研究对于微生物诱导矿化反应生成碳酸钙在工程材料领域的应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙矿化沉淀技术 钙离子利用率 时变规律 微观结构 物相分析
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