微生物加固土多尺度研究进展

赵 常， 张瑾璇， 张 宇， 何 想， 马国梁， 刘汉龙， 肖 杨

(1.重庆大学土木工程学院， 重庆 400045； 2.重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室， 重庆 400045)

微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation，MICP)技术是近年来新兴的一种可用于岩土加固、土壤污染物治理、土体防渗堵漏等领域的生物处理技术，该技术对工程扰动小、反应物简单、无二次污染，具有巨大的社会经济效益及广阔的应用前景[1-3]. 试验通常采用尿素水解菌巴氏芽孢杆菌，通过将菌液、胶结液(钙溶液、尿素)注入土体，即可在土体中沉积出碳酸钙以填充土体孔隙、将松散土颗粒胶结在一起，可有效改善土体强度和刚度，提高其稳定性[4-5].

本文对近年来重庆大学在微生物岩土工程方面的多尺度研究进展进行了介绍，从微细观尺度对MICP的反应过程、加固机制[6]，单元尺度的微生物加固土的工程特性[7-13]，以及宏观[14-16]和现场尺度[17]的加固实际效果方面进行研究，研究成果可为进一步推进微生物加固土技术的应用推广提供借鉴.

1 研究进展

1.1 加固原理

关于MICP的机理，国内外学者根据在微生物固化土体SEM图像中观测到的碳酸钙晶体表面“细菌”形貌大小的孔洞，普遍认为细菌是碳酸钙的成核位点[18]，细菌首先吸附在土颗粒表面，随着反应液的加入，钙离子将细菌包裹，在细菌分解的脲酶的作用下，反应液中的尿素被加速水解为碳酸根离子，则碳酸钙即会围绕着细菌表面进行生长；但也有学者认为细菌主要起改变溶液环境的作……