基于微生物誘導碳酸鈣沉積的生物覆膜防滲研究.pdf

1、基于微生物誘導碳酸鈣沉積的基于微生物誘導碳酸鈣沉積的生物覆膜防滲研究生物覆膜防滲研究StudyonSeepageControlofMicrobiologicalLayerinCalciumCarbonatePrecipitationProducedbyMicroganism（申請碩士學位論文）學科專業(yè)：水利工程研究生：吳昊潼指導教師：練繼建教授天津大學建筑工程學院二零一六年十一月I摘要過去幾十年，我國在水利建設領域取得了重要的成就，這不

2、僅給人民生活帶來許多便利，也為經濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供了支撐和保障。水利建設在蓬勃發(fā)展的同時，防滲堵漏問題一直是工程界的研究重點。近年來，隨著生物學、化學、力學及材料學多學科的交叉融合，微生物誘導碳酸鈣沉積（MICP）技術逐漸成為解決防滲堵漏問題的有效方法。MICP技術具有反應機理簡單，反應過程高效迅速，易操控且綠色環(huán)保等優(yōu)點，因此，應用該方法解決水利工程中防滲問題將帶來有效的環(huán)境效益和經濟收益。本文利用巴氏芽孢桿菌催化尿素水解對MIC

3、P覆膜效果和影響因素展開實驗研究，從而為生物覆膜技術的實際應用提供基礎性數據和科學依據。本文的主要研究內容及成果包括：1、探究膠結液濃度和膠結時間對覆膜效果的影響。實驗中，覆膜樣本的最小滲透系數為scm1042.25??，防滲效果相當于粉土或黏土混合物。測試結果表明，其最大抗折強度為1.63MPa，最大抗壓強度為1.5MPa。同時，適當提高鈣離子濃度并延長反應時間有利于提高覆膜強度，但鈣離子濃度過高會明顯抑制脲酶的作用，使得覆膜效果降低

4、。2、分析鋪砂粒徑和鋪砂層數對覆膜效果的影響。結果表明，鋪砂粒徑是影響滲透系數的主要因素，鋪砂層數相同時，鋪砂粒徑越小防滲能力越好，采用小于0.15mm的細砂，鋪砂三層時的最小防滲系數可降至scm1025.15??。而對于同一粒徑的砂礫層，增加鋪砂層數能夠提高防滲能力，但不能顯著降低滲透系數。3、探討覆膜抗折強度和抗壓強度的變化規(guī)律。覆膜的抗折、抗壓強度與鋪砂層數成正比，而彈性模量隨鋪砂層數的增加而增大。相同層數下，鋪砂粒徑較大者強度大