微生物改良土液化特性试验研究

于立通 刘潇

摘要：通过室内动三轴试验来验证微生物灌浆加固技术对提高地基土抗液化性能的效果，并针对不同的微生物灌浆加固方案进行了对比探究。为该技术应用于实际工程迈出了重要的一步。

关键词：MICP灌浆技术；动三轴试验；液化特性

1、引言

中国大规模交通基础设施建设，使得土体加固与维护成为保证这些交通基础设施安全和耐久的重要工程措施。如果地基土的承载力不足，甚至发生液化，则可能会引起与液化相关的工程灾害，如路基沉陷、桩基弯剪破坏，影响其交通运输功能的发挥。此外，近些年，各国极端天气频繁出现，如台风、暴雨等，这些往往都会引起地下水位的急剧上升，导致边坡发生“静态”液化，从而引发泥石流、滑坡等地质灾害也引起大家的高度重视。因而，液化地基加固是中国岩土工程师面临的重要问题之一。

2、试验仪器、试样设备及试验方法

2.1试验仪器

本文试验采用英国VJ Tech公司生产的DSC2000动三轴试验系统，主要包括轴向加载装置、围压控制装置、反压控制器、压力室等几部分构成，可以进行单双向振动和非饱和土的动力试验，性能稳定可靠。试验过程由clisp.studio软件来控制，可以实时查看土样的动孔隙水压力和动应变，便于了解土样的应力应变状态。

2.2试样设备和试验方法

试验用土取培育好的MICP灌浆加固圆柱体试样。本文使用的微生物种类为的S.pasteurii，其主要特点为易产脲酶。进行灌浆加固前先进行砂土制样，试样尺寸为直径d=39.1 mm，高度h=80 mm。分四层击实，各层接触面要进行刮毛保证接触良好。试验采用通水加反压的方法进行饱和，饱和度是根据B值来测定的，当孔隙水压力系数B值达到95%以上认为满足饱和要求。然后进入固结阶段，打开排水阀，使试样排水固结。振动阶段，这个阶段分为两部分，动强度试验和动弹模量试验。

3、试验结果分析

本组试验数据为相对密实度为30%，50% MICP灌浆加固试样动应力比DSR与循环振次振次Nf的关系。改组试验主要通过控制不同动应力比DSR，得到试样达到破坏液化的振次。试验结果如表1、表2。

本组试验测出灌浆加固前后的干密度差值，笔者发现正常MICP灌浆加固的试样，其差值范围在0.06g/cm3～0.20g/cm3。差值过小的试样说明其MICP灌浆加固效果不佳，因此为采用该类试样进行试验。

从图1、图2可以看出，随着动剪应力比DSR的增加，循环振次Nf减小，并动应力DSR与循环振次Nf的对数呈线性关系。在比较图3.6中图a）图b）图c）动应力DSR与循环振次Nf拟合曲线可以得出，MICP灌浆加固试样的相对密实度Dr=30%与Dr=50%相比较，在相同破坏振次下，Dr=50%的动剪应力比有较为显著的提高，因此Dr=50%的试样效果有较显著的提高。

结论：MICP灌浆加固试样在不同相对密实度（低密，中密）下，其抗液化能力均有显著的提高。试验分别在相对密实度为Dr=30%，Dr=50%下进行，其中Dr=30%，Dr=50%与同等相对密实度标准砂相比抗液化效果显著。

四、結束语

通过一系列动三轴室内试验，测试了MICP灌浆加固液化砂土的动力特性，尤其是抗液化性能，展现出MICP灌浆技术，这一新型液化砂土地基加固方式潜在的工程实用价值和广阔的应用前景。

参考文献

[1]程晓辉，麻强，杨钻，张志超，李萌. 微生物灌浆加固液化砂土地基的动力反应研究[J]. 岩土工程学报，2013，08：1486-1495.

作者简介：于立通（1992-），男，满族，辽宁鞍山人，工学硕士，沈阳建筑大学，研究方向：微生物改良土壤试验研究

刘潇（1981-），男，汉族，辽宁大连人，博士，沈阳建筑大学副教授