产碳酸酐酶矿化菌固化砂土试验研究

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1、西南科技大学工程硕士专业学位论文产碳酸酐酶矿化菌固化砂土试验研究作者姓名：杨清清所在学院：土木工程与建筑学院专业/领域：建筑与土木工程学校导师：何鑫校外导师：王立品论文完成日期2018年3月20日ClassifiedIndex:TU526U.D.C:624SouthwestuniversityOfscienceandtechnologyMasterdegreethesisExperimentalStudyontheSandSoilSolidificationUsingCarbonicAnhydraseInducedPrecipitationC

2、andidate:YangQingqingDepartment:CivilEngineeringandArchitectureSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor1:HeXin(ViceProfessor)Supervisor2:WangLiping(Seniorengineer)March.20,2018西南科技大学硕士研究生学位论文I摘要随着现代化进程的加快以及人口数量的增长，符合建设条件的土地也越来越少，而常用的土壤加固方法常常会消耗较多的机械能或是使用的化学浆材会危害

3、环境，因此一种更环保更具环境友好性的固化方式应运而生—微生物诱导碳酸钙沉积（MICP，MicrobiallyInducedCarbonatePrecipitation）加固技术，其作用机理简单，反应迅速。国内外学者对于MICP技术的应用的研究主要着眼于产脲酶微生物对砂类土的固化、混凝土表面裂缝以及石质文物表面的修复等。本文主要开展的是碳酸酐酶微生物催化CO2可逆水合反应生成碳酸钙加固砂土效果及影响因素研究，为碳酸酐酶微生物固化土壤的后续应用研究提供参考。主要研究内容与研究成果为：（1）供试菌株的筛选及优化。优选四号菌种为供试菌种，供试土壤芽孢

4、杆菌的最适培养条件为培养温度30°C，培养基pH=6~7。（2）碳酸酐酶诱导碳酸钙沉积实验研究。在钙源沉积体系中，氯化钙与硝酸钙均适宜碳酸钙的沉积，在温度沉积体系中，30°C最适宜沉积，在浓度沉积体系中，1.5M浓度最适宜碳酸酐酶诱导沉积碳酸钙。在碳酸酐酶矿化菌的参与下，生成的碳酸钙同时有方解石晶型与球霰石晶型。（3）碳酸酐酶矿化菌MICP固化土壤影响因素研究。混合注浆法固化试件的强度最高。当硝酸钙作为钙源时，固化试件的抗剪强度最高。固化试件的抗剪强度随着温度的升高而增强，固化温度为50°C的试件的强度提升最大，固化效果最佳。胶结液浓度在0.

5、5~1.5M范围内时，试件的抗剪强度与胶结液浓度呈线性正相关，胶结液浓度1.5M的固化试件固化效果最佳。粒径范围为0.28mmd<0.85mm的固化试件的固化效果最佳。当试件内部以聚集体形式存在的碳酸钙晶体越多，颗粒间的胶结作用越显著，强度提升越大。西南科技大学硕士研究生学位论文II关键词：碳酸酐酶，MICP，砂土加固，抗剪强度，生物胶结西南科技大学硕士研究生学位论文IIIAbstractWiththespeedingupofthemodernizationandthegrowthofthepopulation,Thelandreached

6、therequirementsfortheconstructionisonthedecrease,andthesoilstrengtheningmethodsusedcommonlyoftencouldwastemoremechanicalenergyconsumptionoruseofchemicalpulpmaterialmaydoharmtotheenvironment,soamoreenvironmentalandfriendlywayofcuringemergesattherightmoment-MicrobialInducedca

7、lciumCarbonatePrecipitation(MICP,MicrobiallyInducedCarbonatePrecipitation),itsmechanismissimpleandquick.TheapplicationofMICPtechnologybydomesticandforeignscholarsmainlyfocusesonthesolidificationofsandsoil,cracksofconcretesurfaceandtherestorationofstonerelicssurface.etcThisp

8、aperisconductedbycarbonicanhydrase（CA）microorganismproducedCO2reversiblehydrationr