雾化雨入渗边坡的新型固化技术及其机理研究

Bacillus pasteurii is widely found in nature, and has an ability to reduce the permeability of porous media by blocking and gluingn the pore spaces with produced extra cellular polymeric sustances -EPS and calcium sedimentation during its metabolism which can lead to the rise of soil shear strength. In this study, bacillus pasteurii sampled from soil will be cultured and stocked in nutrition solution. Small scale model test will be conducted for the purpose of unveiling the micromechanism of particle gluing mediated by the bacteria using a conforcal microscope. Furthermore, the effect of microorganism-stimulated solidfication and clogging will be studied via triaxial shear test and hydraulic test. Bio-treated slope slide model test under atomized rainfall will be conducted to verify the effect on slope bio-solidification, and try to present a novel soil bank solidification technology and procedure.

土体中某类微生物在其生长繁殖过程中的代谢产物能加速孔隙水中钙镁离子沉积，形成方解石一类物质，胶结土体颗粒，增强土体强度。 从土壤中提取原生巴氏芽孢杆菌(ATCC11859/DSM 33),利用适当的营养物质使其迅速繁殖。研究巴氏芽孢杆菌在土体中的最佳生长条件，配置营养液与细菌混合溶液。开展土体中细菌生长的狭缝模型试验，通过微观观察，揭示其繁殖产物导致的沉积颗粒加固土体的微观机制。开展固化后土柱三轴试验和渗透试验，研究该新型加固技术对降低土体渗透性和加固土体的宏观效果。开展固化处理边坡在雾化雨入渗条件下的滑坡模型试验，验证该技术在固结边坡方面的作用效果，并研究施工工艺和控制指标。

土体中某类微生物在其生长繁殖过程中的代谢产物能加速孔隙水中钙镁离子沉积，形成方解石一类物质，胶结土体颗粒，增强土体强度。原生巴氏芽孢杆菌(ATCC11859/DSM 33),利用适当的营养物质使其迅速繁殖。研究巴氏芽孢杆菌在土体中的最佳生长条件，配置营养液与细菌混合溶液。开展砂土体中细菌生长的试验，通过微观观察，揭示其繁殖产物导致的沉积颗粒加固土体的微观机制。开展固化后砂土柱三轴试验和渗透试验，研究该新型加固技术对降低土体渗透性和加固土体的宏观效果。开展固化处理边坡在雾化雨入渗条件下的滑坡模型试验，验证该技术在固结边坡方面的作用效果，并研究施工工艺和控制指标。.本课题主要通过一系列室内试验展开研究，研究内容主要包括：.（1）利用巴氏芽孢杆菌标准菌株(Bacillus pasteurii，DSM 33/ATCC 11859)，培养菌株群落，制备菌液。试验研究巴氏芽孢杆菌在土壤中的最优生长环境，研究巴氏芽孢杆菌最优生长环境对营养液中各成份（氮、氧等）浓度的要求及消耗量。结合地下水溶质运移模型，研究其在不同孔隙度的地下多孔介质中的分布及繁殖情况，研究细菌对土体环境的适应性。.（2）微生物固化的微观研究。利用微观模型研究该细菌在土体中生长、钙质沉积与生物膜在多孔介质中的产生、附着的发展过程，以及结构形式与分布变化情况。测定土体中钙质沉积量随时间变化、营养物质供应的对应关系。.（3）微生物固化对多孔介质强度影响研究。进行土体微生物固化试验，利用巴氏芽孢杆菌11859对尿素进行水解，引发土体中钙质沉积。在不同固结阶段测定土体渗透系数、土体抗剪强度与该细菌生长之间的关系，并与处理前土体进行比较研究。改变土体外部环境，比如温度、酸碱度、初始含水率，研究微生物固化对环境的适应性。.（4）开展雾化降雨条件下的砂土质边坡模型试验，研究微生物固化技术对降低渗透性、提高土坡抗滑能力的作用效果。