一种基于MICP的遗址土原位激发加固方法

本发明涉及岩土工程，尤其涉及一种基于micp的遗址土原位激发加固方法。

背景技术：

1、土遗址是人类历史上生产、生活等留下的痕迹，能够反映一定历史时期的人类活动、文化和经济等情况，是研究文明起源和发展历程的重要依据。土遗址具有独特的历史价值、艺术价值以及科学价值，是一种重要的文物资源。但由于土遗址长期暴露在自然环境中，已经造成了不同程度的损伤，土遗址的保护十分严峻。

2、微生物诱导碳酸钙沉淀(micp)是一项创新性的岩土工程加固技术，可以运用在土遗址的保护之中。土壤中的微生物进行代谢在土壤颗粒间形成碳酸钙晶体，使得土壤颗粒之间形成有效的胶结而成为一个整体，提高土体强度。micp相比水泥等材料，具有低碳排放的特性，故被认为一种具有广泛前景的绿色强化技术。

3、已知有数种生物过程可以实现micp，但尿素水解法因其简单易控制、短时间内产生沉淀多而应用广泛。在尿素水解法中，通过细菌产生的脲酶，催化尿素水解产生碳酸根离子，进而与钙离子结合产生碳酸钙沉淀。目前，在micp加固土领域大多采用生物强化法。生物强化法是指在实验室中培养能够产生脲酶的细菌，同时配置含尿素和钙离子的胶结液，将菌液和胶结液按一定比例混合放入所需要加固的土体中，也可以先将菌液通入待加固土体后再通入胶结液。

4、虽然采用实验室培养的菌液进行土体加固可以获得较高的初始脲酶活性和更快的碳酸钙沉淀速度，但同样较高的尿素水解率使得生物胶结的空间均匀性显著降低。此外，实验室菌一般不是待加固土体内的原生细菌，环境适应性和抗性较差，放入土体后菌体的数量和脲酶活性可能有所下降，为了使得土体到达更高的强度需要多次注入菌液。然而，菌液的注入又是一个困难而复杂的过程，菌液在土体内很难扩散均匀，有可能吸附在注射点附近的土体上，导致土体的加固并不均匀。在生态方面，土体内引入非原生菌体是否会导致该区域的生态问题也令人担忧。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于micp的遗址土原位激发加固方法。本发明利用遗址土的原生细菌，在土体内重新培养，通过原位细菌的代谢活动修复、加固土遗址，提高了遗址土的强度和抗风化性能，且没有引入外来细菌，不会对生态造成其他影响。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于micp的遗址土原位激发加固方法，包括如下步骤：

4、(1)将细菌培养液添加至土遗址待加固区域，静置；

5、(2)将胶结液添加至步骤(1)静置后的土遗址待加固区域，加固；

6、所述细菌培养液包括如下组分：酵母提取物、六水氯化镍、氯化铵；

7、所述胶结液包括如下组分：尿素、氯化钙、酵母提取物。

8、优选的，所述细菌培养液以水为溶剂，包括如下浓度的组分：(15～25)g/l酵母提取物、(0.005～0.015)g/l六水氯化镍、(8～12)g/l氯化铵，ph为8.5～9.5。

9、优选的，所述(15～25)g/l酵母提取物可以替换为(20～30)g/l大豆蛋白胨。

10、优选的，所述细菌培养液的添加量为所述土遗址待加固区域土孔隙体积的1.5～2.5倍。

11、优选的，所述静置的时间为12～48h。

12、优选的，所述胶结液以水为溶剂，包括如下浓度的组分：(0.5～1.5)mol/l尿素、(0.5～1.5)mol/l氯化钙、(0.15～0.25)g/l酵母提取物。

13、优选的，所述(0.15～0.25)g/l酵母提取物可以替换为(0.2～0.3)g/l大豆蛋白胨。

14、优选的，所述胶结液的添加量为所述土遗址待加固区域土孔隙体积的1.0～2.0倍。

15、优选的，所述加固的时间为18～24h。

16、优选的，所述步骤(1)重复1～2次；所述步骤(2)重复3～9次。

17、本发明提供了一种基于micp的遗址土原位激发加固方法。本发明以酵母提取物、六水氯化镍、氯化铵为原料配制细菌培养液，直接添加至土遗址待修复位置，可以激发土遗址土体中的细菌活性，促使细菌快速繁殖，利用细菌的代谢活动修复、加固土遗址。再以尿素、氯化钙、酵母提取物为原料配制胶结液，该胶结液强度高，自身不会产生沉淀，能够均匀渗透入土体中，提高胶结效果，提高加固后遗址土的强度。本发明方法加固后的遗址土拥有更好的抗风化性能，且没有引入外来细菌，不会对本地生态造成影响，更为安全。

技术特征：

1.一种基于micp的遗址土原位激发加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细菌培养液以水为溶剂，包括如下浓度的组分：(15～25)g/l酵母提取物、(0.005～0.015)g/l六水氯化镍、(8～12)g/l氯化铵，ph为8.5～9.5。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述(15～25)g/l酵母提取物可以替换为(20～30)g/l大豆蛋白胨。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细菌培养液的添加量为所述土遗址待加固区域土孔隙体积的1.5～2.5倍。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静置的时间为12～48h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶结液以水为溶剂，包括如下浓度的组分：(0.5～1.5)mol/l尿素、(0.5～1.5)mol/l氯化钙、(0.15～0.25)g/l酵母提取物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述(0.15～0.25)g/l酵母提取物可以替换为(0.2～0.3)g/l大豆蛋白胨。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶结液的添加量为所述土遗址待加固区域土孔隙体积的1.0～2.0倍。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加固的时间为18～24h。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)重复1～2次；所述步骤(2)重复3～9次。

技术总结本发明提供了一种基于MICP的遗址土原位激发加固方法，属于岩土工程技术领域。本发明的方法，包括如下步骤：(1)将细菌培养液添加至土遗址待加固区域，静置；(2)将胶结液添加至步骤(1)静置后的遗址土待加固区域，加固；所述细菌培养液包括如下组分：酵母提取物、六水氯化镍、氯化铵；所述胶结液包括如下组分：尿素、氯化钙、酵母提取物。本发明利用遗址土的原生细菌，在土体内重新培养，通过原位细菌的代谢活动修复、加固土遗址，提高了遗址土的强度和抗风化性能，且没有引入外来细菌，不会对生态造成其他影响。技术研发人员：史金权,肖杨,张雷,江志军,张建伟,杨阳,刘汉龙受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11