人造陆域吹填土生物固结微细观机理研究

This project base on microbe groups of hydraulic fill of Guangxi Beibu gulf sea area, researches the effect of microbial growth, reproduction and migration on the characteristics of hydraulic fill consolidation under different temperature, pH value and salinity and other environmental conditions. Proposes the strains screening evaluation system for biological consolidation of the sea area hydraulic fill, screens the strains that suits the characteristics of the sea area hydraulic fill consolidation, injects the screened strains and nutrition into the self-designed hydraulic fill biological consolidation generator, compression tests, seepage test and unconfined compressive strength test of hydraulic fill with inoculation of strains will be made under different temperature, pH value ,salinity and microbial quantity and growth time and other environmental conditions ,and explores the biological consolidation mechanics character of hydraulic fill. the Biological consolidation microstructure of hydraulic fill will be research by electron microscopy and CT technology, energy dispersion spectrum analysis on the elements of particle bonding area of hydraulic fill will be carried out and research the growth, reproduction and migration processes and scope of biological consolidation of the inoculating microorganism strains. Exploring the microstructure variation characteristics of the microbes and their metabolic substances that influence by cementing, filling, and ion reaction, revealing the invigorating effect and microcosmic mechanism of hydraulic fill consolidation under the influence of microbe, and then obtains an approach to increase the soil long-term strength of the hydraulic fill, the purpose is to propose new ideas of foundation reinforcement for hydraulic fill of Beibu gulf sea area.

以广西北部湾海域吹填土微生物类群为基础，研究不同温度、pH 值和盐度等环境条件下微生物生长、繁殖与运移对吹填土固结特性的影响，在此基础上提出海域吹填土生物固结菌种筛选评价体系，筛选适合于海域吹填土固结特性强化的生物菌种。采用自行设计的吹填土生物固结发生器，注入筛选菌株和营养剂，通过改变环境因子（包括盐度、酸碱性、温度及微生物数量和生长时间等），对接种微生物的海域吹填土进行压缩、渗透及无侧限抗压强度试验，探究海域吹填土生物固结的力学性状。利用电镜扫描、CT 技术研究吹填土生物固结的细观结构，并对吹填土颗粒胶结区域进行能谱分析，研究接种微生物菌株的生长、繁殖与运移过程及生物固结范围，探索微生物及其新陈代谢物质的胶结、填充和离子作用引起的细观结构变化特征，揭示微生物对吹填土固结特性的强化作用及微细观机理，进而获得增强海域吹填土长期强度的途径，为广西北部湾地区海域吹填土地基加固提出新思路。

以广西北部湾海域的人造陆域吹填土与桂西铝土矿选矿后吹填入排泥库的尾矿泥为研究对象，主要采用吹填土原状样微生物活性的时空特征测试、菌种筛选室内试验、及其微细观结构测试相结合的综合研究方法，获得不同菌种、不同剂量高浓度细菌培养液掺入土体后土体抗剪强度、渗透系数、压缩特性等的变化情况，对菌株进行筛选，并对加入微生物菌液对吹填土工程性质的影响进行研究，利用电镜扫描、CT 技术研究吹填土生物固结的细观结构，并对吹填土颗粒胶结区域的元素进行能谱分析，研究接种微生物菌株的生长、繁殖与运移过程及生物固结范围，探索微生物及其新陈代谢物质的胶结、填充和离子作用引起的细观结构变化特征，揭示微生物对吹填土固结特性的强化作用及微细观机理。.截止2017年12月30日，共发表（含收录）科技论文9篇；申请发明专利6项，其中授权2项，在审4项。将微生物及其培养液注入土体中，利用微生物的生长、繁殖及其新陈代谢产生物质的胶结、填充和离子作用等来改善土体的微细观结构特征，提高土体的强度，减少吹填区工后地面沉降，揭示了微生物对吹填土固结特性的强化作用及微细观机理，为吹填土微生物固结技术发展提供借鉴和参考，同时也是岩土工程技术的新发展。