[發明專利]一種利用微生物反應固化提升堤基土體抗侵蝕性能的方法

在審

• 申請號: 202210496303.1
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114808851A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鐘汶均;魏紅平;汪魁;夏日風;張宏杰;代磊
• 申請（專利權）人: 中國安能集團第三工程局有限公司;重慶交通大學
• 主分類號: E02B3/16
• 分類號: E02B3/16;E02D3/12;C12N1/20;C12R1/385
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 劉竹

本發明屬于提升堤基土體抗侵蝕技術領域，公開了一種利用微生物反應固化提升堤基土體抗侵蝕性能的方法，包括S1：選用基礎培養基培養銅綠假單細胞菌；S2：先菌株活化培養，然后接種至裝有基礎培養基的錐形瓶中，最后密封封口培養；S3：利用氯化鈣和尿素配制膠結液；S4：微生物活性檢測，利用電導率儀測微生物活性；S5：對滲透的堤基土體噴灑微生物菌液，不同堤基土體滲透系數選擇不同的方式噴灑；S6：在噴灑微生物菌液后的堤基土體表面緩慢噴灑膠結液，噴灑后保持6～12h；S7：重復3～5次步驟S5和S6，靜置風干；本發明解決了現有技術改善土體力學性能的方法適用范圍狹窄、經濟成本高和對環境影響大的問題，用于提升堤基土體抗侵蝕性能。

技術領域

本發明涉及提升堤基土體抗侵蝕技術領域，具體為一種利用微生物反應固化提升堤基土體抗侵蝕性能的方法。

背景技術

滲透破壞是造成堤防、土石壩以及基坑等失穩破壞的主要原因，是全世界危害最大、造成損失最嚴重的災害之一。管涌是滲透破壞的主要形式，堤防管涌破壞是滲透破壞中危害最大的自然災害。我國地屬大陸季風性氣候，全年降水的不均勻使得大部分河流在夏季都有安全渡汛問題，洪峰過境時很多河段堤防或土石壩都面臨巨大的管涌威脅，管涌造成的災害更是屢見不鮮。由于管涌破壞具有較大且較廣泛的危害性，因此如何提高土體的抗侵蝕能力是非常迫切需要解決的問題。

傳統的土體改良方法，主要可以分為機械方法、物理方法和化學方法。機械方法主要是通過機械碾壓夯實土壤，使土壤形成一個緊密的整體，增強其壓縮、剪切和耐水性，但施工過程中震動比較大，不適合用于離建筑物較近的區域和狹小的區域；物理方法主要指通過加熱、冷卻等物理手段對土壤進行處理，以達到穩定土壤的目的，但該方法的經濟成本高，對周邊的環境影響大；化學方法主要是在土壤中加入一些如水泥、石灰等物質對土壤進行處理，通過化學物質與土壤顆粒、化學物質自身與土壤顆粒自身之間的一系列化學反應或物理化學反應來改良土壤，從而達到穩定土壤的目的，但水泥的生產過程會排放大量的溫室氣體，需要消耗大量能源，并伴有大量粉塵的產生，對生態環境構成嚴重威脅。

微生物巖土工程學是巖土工程的一個新分支，主要是運用微生物的化合反應來解決巖土工程中的問題，通過改善土體力學性能的方法，使其滿足工程的需要。利用微生物反應固化技術，與傳統方法相比，微生物加固土體技術增加了土體顆粒間的黏聚力，并且還具有反應過程可控制、經濟成本低、對環境友好等優勢，在提高土體的抗侵蝕特性領域存在重大的應用潛力和應用價值，為堤基防滲處置和堤防大壩的應急搶險、運行維護等提供新途徑。

發明內容

本發明意在提供一種利用微生物反應固化提升堤基土體抗侵蝕性能的方法，以解決現有技術改善土體力學性能的方法適用范圍狹窄、經濟成本高和對環境影響大的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種利用微生物反應固化提升堤基土體抗侵蝕性能的方法，包括以下步驟：

S1：培養微生物菌液，選用基礎培養基培養銅綠假單細胞菌；

S2：將菌株斜面活化培養，然后用接種環接種至裝有基礎培養基的錐形瓶中，接著對錐形瓶進行密封封口，最后將其放在恒溫振蕩培養箱里培養；

S3：利用氯化鈣和尿素配制膠結液；

S4：微生物活性檢測，利用電導率儀測微生物活性，首先標定曲線，將不同濃度的NH4Cl溶液加入尿素溶液中，待讀數穩定時記錄電導率值(mS/cm)，繪制銨根離子變化值與電導率變化值的關系曲線；接著測定計算微生物活性，向培養菌液內加入上述相同濃度的尿素溶液中，記錄不同時刻的電導率值，通過上述標定曲線計算微生物活性；

S5：對滲透的堤基土體噴灑微生物菌液，針對不同堤基土體滲透系數選擇不同的方式將微生物菌液噴灑至堤基土體表面；

S6：在噴灑微生物菌液后的堤基土體表面緩慢噴灑膠結液，保持土壤結構，噴灑后保持6～12h，使微生物菌液與膠結液充分接觸；