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原文传递一种碳酸酐酶矿化菌固化砂土效果研究方法

专利名称：	一种碳酸酐酶矿化菌固化砂土效果研究方法
摘要：	本发明公开了一种碳酸酐酶矿化菌固化砂土效果研究方法，该方法包括以下步骤：步骤1、固化试件制作；步骤2、直接剪切实验；步骤3、碳酸钙含量测定；步骤4、X射线衍射实验制样；步骤5、电子扫描显微镜实验制样。本发明探究了不同注浆方式的固化效果后，又进行了钙源种类、固化环境温度、胶结液浓度以及颗粒粒径等因素固化砂土实验，对比固化效果优选出固化效果最佳的方式与浓度等。固化试件的固化效果主要通过对比分析不同条件下加固试件的抗剪强度，碳酸钙沉积量来进行固化效果的表征，通过X射线衍射仪得到碳酸钙的晶型，扫描电镜来观察固化试件的微观图像。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南科技大学
发明人：	何鑫;李琼芳;潘玲;于璐嘉;王旭辉;杨清清;宋娜
专利状态：	有效
申请号：	CN201810939934.X
公开号：	CN109142092A
代理机构：	北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350
代理人：	汤东凤
分类号：	G01N3/24(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	621010 四川省绵阳市涪城区青龙大道中段59号
主权项：	1.一种碳酸酐酶矿化菌固化砂土效果研究方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、固化试件制作1.1注浆方式固化试件制作(1)混合注浆法：将培养好的菌液、1MCaCl2溶液以及1MNaHCO3溶液各取100mL，混合后，用塑料滴管吸取后注入；(2)分步注浆法：将100mL培养好的菌液注入试件中，静置30分钟，使细菌充分吸附在标准砂颗粒表面；然后注入20mL 1MCaCl2溶液，再注入20mL 1MNaHCO3溶液，反复流通5遍，确保固化反应较为充分；(3)浸泡法：将菌液、1MCaCl2溶液以及1MNaHCO3溶液按照体积比1∶1∶1的比例配成沉积体系，将试件浸泡于其中，表面覆一层保鲜膜，以免空气中灰尘落入体系中，影响实验结果；实验周期为7天，每天注浆1次，实验完成后，脱模放入60℃烘箱中烘干后，进行抗剪强度、最大干密度、碳酸钙含量测定，以及X射线衍射实验与SEM扫描电镜实验进行微观观察；1.2钙源固化试件制作设置钙源种类为氯化钙、硝酸钙、醋酸钙；将培养好的菌液、1M钙源溶液以及1M碳酸氢钠溶液各取100mL，于烧杯中混合后，用塑料滴管吸取后注入；每天注入一次，于30℃恒温培养箱中固化，固化周期为7d，固化完成于60℃烘箱中烘干；1.3固化环境温度固化试件制作设置温度梯度为10℃、30℃、50℃模拟低温、适温、高温环境；将培养好的菌液、1M氯化钙溶液以及1M碳酸氢钠溶液各取100mL，于烧杯中混合后，用塑料滴管吸取后注入；每天注入一次，于30℃恒温培养箱中固化，固化周期为7d，固化完成于60℃烘箱中烘干；1.4胶结液浓度固化试件制作设置胶结液浓度为0.5M、1M、1.5M、2M；将培养好的菌液、不同浓度氯化钙溶液以及碳酸氢钠溶液各取100mL，于烧杯中混合后，用塑料滴管吸取后注入；每天注入一次，于30℃恒温培养箱中固化，固化周期为7d，固化完成于60℃烘箱中烘干；1.5颗粒粒径固化试件制作设置颗粒粒径为d≤0.28mm、0.28mm≤d＜0.85mm、d＞0.85mm，将培养好的菌液、1M氯化钙溶液以及1M碳酸氢钠溶液各取100mL，于烧杯中混合后，用塑料滴管吸取后注入；每天注入1次，于30℃恒温培养箱中固化，固化周期为7d，固化完成于60℃烘箱中烘干；步骤2、直接剪切实验土在外力作用下，在单位剪切面积上所能承受的最大剪应力，称为土的抗剪强度，是确定地基承载力的关键指标；抗剪强度通过直接剪切试验测定，主要仪器为直接剪切仪；将样品放入剪切盒内，在50kPa竖向压力下，以每分钟0.8mm的剪切速度进行剪切，手轮转动一次测记测力计读数，直至测力计读数出现峰值，继续剪切至剪切位移4mm停止；抗剪强度取剪切位移与剪应力图中峰值，如无峰值，则取剪切位移4mm处剪切应力值，试件尺寸为直径61.8mm，高20mm，试件初始截面面积为30m2，测力计率定系数为1.87N/0.01mm；步骤3、碳酸钙含量测定剪切后回收破坏后试件，称重，得碳酸钙与砂总重，记为m0，加入无菌水反复清洗4～5次后，再加入1M盐酸进行酸洗，待无气泡产生后，用无菌水洗净，于60℃烘箱中烘干后，再次称重，得净砂重，记为m1，碳酸钙沉积量mc＝m1‑m0；步骤4、X射线衍射实验制样将剪切破坏后试件取少量研磨至无颗粒感，进行X射线衍射实验，衍射角度为3°～80°，得到衍射图谱后用“粉末衍射标准联合会”负责编辑出版的“粉末衍射卡片(PDF卡片)”进行物相分析，得到沉积所得碳酸钙晶型；步骤5、电子扫描显微镜实验制样取剪切破坏后的试件中的小颗粒，在电镜下观察不同条件下固化试件里砂粒与砂粒间、砂粒与碳酸钙颗粒间、碳酸钙颗粒间的粘结作用，也为不同条件下固化试件抗剪强度不同的原因分析提供参考。
所属类别：	发明专利