一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法

文档序号:844819 发布日期:2021-03-16 浏览:2次 >En<

阅读说明:本技术 一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法 (Method for quickly recycling soft soil by combining microorganisms and high polymer resin ) 是由 华晓烨 彭劼 戴迪 徐亮 白兰兰 丁鸿志 涂圣武 赵余 曹天赐 赖用满 赵晓婉 于 2020-12-03 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法,涉及岩土工程领域。本方法的技术方案如下:首先将产脲酶微生物和胶结液原料配制成高浓度的悬浊液;再将吸水倍率400-800倍的高分子树脂与其混合;然后将适量上述混合物与软土拌和,快速将软土含水率降低至最优含水率+6~8%;上述混合物构成MICP反应颗粒,反应析出碳酸钙并消耗液态水进一步降低软土含水率,碳酸钙的填充作用能够显著提高土体强度。接下来将4~7%的石灰与土体拌和均匀,并作为路基材料进行摊铺,碾压成型后,土体逐渐硬化,加上石灰的固化作用,能够满足路基填筑的压实度、强度及水稳性要求。该方法不仅可充分利用工程中的开挖弃土、保护环境,而且施工速度快、简单易行。(The invention discloses a method for quickly recycling soft soil by combining microorganisms and high polymer resin, and relates to the field of geotechnical engineering. The technical scheme of the method is as follows: firstly, preparing urease-producing microorganisms and cementing liquid raw materials into high-concentration suspension; then mixing the high molecular resin with the water absorption rate of 400-800 times with the high molecular resin; then mixing a proper amount of the mixture with soft soil, and quickly reducing the water content of the soft soil to the optimal water content of &#43; 6-8%; the mixture forms MICP reaction particles, calcium carbonate is separated out through reaction, liquid water is consumed, the water content of soft soil is further reduced, and the filling effect of the calcium carbonate can remarkably improve the soil strength. And then, uniformly mixing 4-7% of lime and a soil body, paving the mixture as a roadbed material, gradually hardening the soil body after rolling and forming, and meeting the requirements of compactness, strength and water stability of roadbed filling due to the solidification effect of the lime. The method can not only make full use of the excavated waste soil in the engineering and protect the environment, but also has fast construction speed and simple and easy operation.)

一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法

技术领域

本发明涉及岩土工程领域,具体是一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法。

背景技术

随着我国经济的持续发展,高等级道路的大规模建设仍在进行中。在我国的道路建设过程中,往往会遇到较多的软土路基,软土普遍存在含水率高、粘粒和有机质含量高、渗透系数低等特点,其强度及压缩特性难以满足工程需求。

传统的软土处理方法包括复合地基法、排水固结法、化学加固法、动力固结法、换填法等。对地表厚度不大(厚0.5~5m)的软土层,通常采用换填法处理。但近年来我国对生态环境保护的力度越来越大,采用换填法存在换填土源紧张、开挖弃土无处放置等问题。固化土技术可以将软土强度提高,但是在软土含水率较高(40~60%)的条件下,固化处理后仍然难以满足路基填筑的要求,如果要将软土含水率降低到适合填筑的最优含水率附近,往往需要进行打堆、晾晒等工序,不仅耗时很长,且需要反复翻晒、易受天气影响。因此,亟需发明一种将软土快速处理后作为路基填筑材料的就地利用方法。

高分子吸水树脂(SAP)是一种新型高分子功能材料,是一种含有-COOH、-OH等强亲水性官能团,且同时具有较高的交联度的水溶胀型的高分子材料,该类高分子材料即不溶于水也不溶于有机溶液,但其吸水倍率能达到500~2000倍。其吸水后用普通的物理方法难以挤出水分,且可反复释水、吸水,因此该材料广泛应用于诸多领域,如应用于婴儿纸尿布、妇女卫生巾、药物缓释材料等,在工业中作为油水分离剂、干燥剂、脱臭剂、电缆及防水堵漏材料等,在农业上用作抗旱保水、农药化肥缓释等。但是由于吸水后水分仍在土中,且吸水后SAP颗粒强度低,因此不用于软土加固中的脱水材料使用。

MICP加固土的基本原理为在土体中注入特定的微生物,该微生物产生的脲酶能够水解尿素,产生碳酸钙根离子(CO3 2-)后与钙离子(Ca2+)反应生成碳酸钙(CaCO3)结晶,其总反应过程如下:

分步拆解即为:

CaCl2+H2CO3→CaCO3↓+2HCl

2HCl+2NH4OH→2NH4Cl+2H2O

反应中生成的碳酸钙沉淀沉积于松散土颗粒间并发挥胶结作用,从而实现对土体的胶结加固;同时该反应需要消耗一定量的水。但是由于其应用时微生物及胶结材料一般是采用注入方式,一般用于渗透系数较大的砂土加固处理中。

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