论文摘要
在漫长的地质演化及工程开挖扰动作用下,岩体内部存在大量的节理、裂隙。由于裂隙岩体存在而引发的山体滑坡等灾害严重威胁人民生命安全,因此加固裂隙岩体有着重要意义。基于水泥浆材难以控制、化学材料不环保、超细水泥成本高的特点,本文尝试引入微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）加固土体的方法来进行岩石裂隙修复。本文首先对巴氏芽孢杆菌进行室内培养,随后围绕影响MICP加固岩石裂隙效果的介质因素与结构面因素进行试验,最后利用ANSYS软件对岩质边坡加固进行数值模拟,得到的主要研究成果为:（1）实验室培养巴氏芽孢杆菌时,菌液需选择20h左右的菌液,胶结液需采用氯化钙作为钙源,利用MICP加固岩石试件必须进行10轮以上注浆。（2）填充介质使试件抗拉强度大幅提高。同种岩石的情况下,加固效果与填充介质密实度、粒径大小正相关。本实验中CaCO3生成量与砂土密度呈正相关,不同填充介质时,CaCO3生成量从大到小为粉土、粗粒土、砂土。在空间分布上CaCO3的生成量随着离注浆口的距离增加而减少。不同介质情况形成的胶凝矿物形态不同。（3）试件抗拉强度与粗糙度呈正相关。CaCO3生成量随粗糙度系数增大而增加。在空间分布上表现出试件CaCO3生成量随着注浆口距离增加而减小。结构面因素对微生物诱导生成出的胶凝矿物形态几乎没有影响。（4）介质因素影响MICP加固试件效果原因在于“接触点”的生成、起胶结作用与填塞作用的CaCO3数量以及介质颗粒间孔隙不同。影响CaCO3生成量的主要因素是介质颗粒孔隙尺寸以及游离菌与附着菌的转化。本次试验中影响CaCO3晶体形态主要因素是介质pH差异。（5）利用MICP技术加固后,岩质边坡稳定性有了极大的提升。岩质边坡的安全系数与粘聚力、内摩擦角呈线性关系,且粘聚力的影响比内摩擦角要显著。弹性模量对结构的安全系数影响不大。
论文目录
致谢摘要abstract第一章 绪论 1.1 研究背景 1.2 MICP基本反应原理 1.3 国内外研究现状 1.3.1 水泥、化学浆材加固岩土体 1.3.2 注浆技术加固裂隙岩体 1.3.3 结构面特性 1.3.4 MICP技术加固土体 1.4 现有研究存在的问题 1.5 研究内容和技术路线第二章 试验材料与方法 2.1 引言 2.2 试验材料 2.2.1 试验菌种 2.2.2 培养液制备 2.2.3 细菌活化 2.2.4 钙源的选择 2.2.5 岩石种类与填充介质 2.3 试验内容 2.3.1 基本试验 2.3.2 抗拉试验3生成量测定与空间分布规律'> 2.3.3 CaCO3生成量测定与空间分布规律 2.3.4 扫描电镜试验 2.4 本章小结第三章 介质因素对微生物加固岩石裂隙的影响 3.1 引言 3.2 试验步骤 3.3 力学性能测试结果 3.3.1 填充介质与不填充介质 3.3.2 填充介质密实度与粒径大小3生成量与空间分布结果'> 3.4 CaCO3生成量与空间分布结果 3.5 微观试验结果 3.6 本章小结第四章 结构面因素对微生物加固岩石裂隙的影响 4.1 引言 4.2 试验步骤 4.3 力学性能测试结果 4.3.1 结构面形态 4.3.2 结构面粗糙度3生成量结果'> 4.4 CaCO3生成量结果 4.5 微观试验结果 4.6 本章小结第五章 MICP加固岩石裂隙影响因素分析 5.1 引言 5.2 力学强度 5.2.1 介质因素 5.2.2 结构面因素3生成量'> 5.3 CaCO3生成量 5.4 微观形态 5.5 本章小结第六章 微生物加固裂隙岩体效果数值模拟 6.1 引言 6.2 计算理论 6.2.1 有限元法 6.2.2 强度折减法 6.2.3 分析软件 6.3 模型建立 6.3.1 本构模型 6.3.2 边坡失稳判据 6.3.3 模型尺寸 6.3.4 模型力学参数 6.3.5 网格划分与边界条件 6.4 模拟分析 6.4.1 未加固裂隙静力分析 6.4.2 加固裂隙静力分析 6.4.3 裂缝参数变化对加固效果影响 6.5 本章小结第七章 结论与展望 7.1 主要结论 7.2 不足与展望参考文献攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李津达
导师: 冯启
关键词: 岩体裂隙,介质,结构面,数值模拟
来源: 合肥工业大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 地质学,建筑科学与工程
单位: 合肥工业大学
分类号: TU45
DOI: 10.27101/d.cnki.ghfgu.2019.000080
总页数: 86
文件大小: 6267K
下载量: 242
相关论文文献
标签：岩体裂隙论文; 介质论文; 结构面论文; 数值模拟论文;
